物理学在研究实际问题时,常常进行科学抽象,即抓住研究问题的主要特征,不考虑与当前研究问题无关或影响较小的因素,建立理想化模型。下列选项是物理学中的理想化模型的有( )
A.加速度 B.自由落体运动 C.质点 D.力的合成
行时间质谱仪主要由脉冲阀、激光器、加速电场、偏转电场和探测器组成,可以对气体分子进行分析。如图所示,脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生不同价位的离子,自a板小孔进入a、b间的加速电场,从b板小孔射出,沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区,到达探测器。已知加速电场a、b板间距为d,偏转电场极板M、N的长度为L1,宽度为L2。不计离子重力及进入a板时的初速度。
(1)设离子比荷为k(k=q/m),若a、b间的加速电压为U1,试求离子进入偏转电场时的初速度v0;
(2)当a、b间的电压为U1时,在M、N间加上适当的电压U2,离子从脉冲阀P喷出到到达探测器的全部飞行时间为t。请推导出离子k比荷的表达式;
(3)在某次测量中探测器始终无法观察到离子,分析原因是离子偏转量过大,打到极板上,请说明如何调节才能观察到离子(无需论证)?
如图所示,电源电动势E=2V,内电阻r=0.5Ω,竖直平面内的导轨电阻可忽略,金属棒的质量m=0.1kg,电阻R=0.5Ω,它与导轨间的动摩擦因数µ=0.4,有效长度为L=0.2m.为了使金属棒能够靠在竖直导轨外面静止不动,我们施加一竖直方向的匀强磁场,设滑动摩擦力等于最大静摩擦力。(重力加速度g=10m/s2)问:
(1)磁场方向是向上还是向下?
(2)磁感应强度B至少应是多大?
如图所示在A上的放射源C,可向各个方向射出速率为v的电子流,B为金属网,A、B连接在电路上,电源电动势为E,内阻为r,滑动变阻器的总阻值为R。图中滑动变阻器滑片置于中点,AB间的间距为d,M为足够大的荧光屏,M紧挨着金属网外侧。已知电子质量为m,电量为e。不计电子所形成的电流对电路的影响,求:
(1)闭合开关S后,AB间场强的大小是多少?
(2)电子到达金属网B的最长时间是多少?
如图所示,真空中存在空间范围足够大的、方向水平向右的匀强电场,在电场中,一个质量为m、带电量为q的粒子从O点出发,初速度的大小为v0,在重力和电场力的共同作用下恰能沿与场强的反方向成θ角做匀减速直线运动,求:
(1)匀强电场的场强的大小;
(2)粒子运动的最高点与出发点之间的电势差。
某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中,串联了一只2.5Ω的保护电阻R0,实验电路如图所示,
(1)连好电路后,当该同学闭合电键,发现电流表示数为0,电压表示数不为0。检查各接线柱均未接错,接触良好且未发生短路;他用多用电表的电压档检查电路,把两表笔分别接a、b,b、c,d、e时,示数均为0,把两表笔接c、d时,示数与电压表示数相同,由此可推断故障是 。
(2)排除故障后,该同学顺利完成实验,根据数据在U—I图中描出图线,由图知:电池的电动势为 ,内阻为 。