(14分)如图所示,在y>0的空间中存在匀强电场,场强沿y轴负方向;在y<0的空间中,存在匀强磁场,磁场方向垂直xy平面(纸面)向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子,经过y轴上y=h处的点P1时速率为v0,方向沿x轴正方向;然后,经过x轴上x=2h处的 P2点进入磁场,并经过y轴上y=处的P3点。不计重力。
求:(l)电场强度的大小
(2)粒子到达P2时的速度
(3)磁感应强度的大小。
(12分)如图,通电导体棒的质量为60g,电流强度为2A,导体棒插在两光滑绝缘圆环中,两环相距1m,环的半径为0.5m,处在一竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.4T。通电后棒恰好能在圆环上某一位置处于平衡状态,求在此位置棒对每一只圆环的压力是多大?该位置与环底的高度差是多少?(g=10m/s2)
(10分)质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具.它的构造原理如图所示,离子源S产生电荷量为q的某种正离子,离子产生时的速度很小,可以看作是静止的,离子经过电压U加速后形成离子流,然后垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场,沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片P上.实验测得,它在P上的位置到入口处S1的距离为a,离子流的电流为I.请回答下列问题:
(1)在时间t内到达照相底片P上的离子的数目为多少?
(2)单位时间内穿过入口S1处离子流的能量为多大?
(3)试求这种离子的质量m?.
某金属导体两端的电压为24V,30s内有36C的电荷量通过导体的横截面,则:
(1)导体中的电流有多大?
(2)该导体的电阻多大?
测定金属丝的电阻(阻值约为3Ω)时,要求通过金属丝的电流可以在0~0.6A之间变化。根据下列提供的实验器材,解答如下问题:
A、量程0.6A,内阻0.5Ω的电流表 B、量程3A,内阻0.01Ω的电流表
C、量程3V,内阻6 kΩ的电压表 D、量程15V,内阻30 kΩ的电压表
E、滑动变阻器全电阻10Ω,允许通过最大电流1A
F、6V蓄电池
G、电键一个、导线若干
(1)电流表应选用 (填前面代号);电压表应选用 (填前面代号).
(2)请在方框中画出实验电路图,并在图11中用实线代替导线连接成符合实验要求的电路图。
(3)某同学根据实验数据画出金属丝的伏安特性曲线如图所示,可见金属电阻会随着温度的升高而 ,当通过金属丝的电流为0.5A时,其电阻为 Ω。
如图所示,是研究平行板电容器电容的实验装置,其中极板A接地,极板B与静电计相接,静电计外壳也接地。在实验中,若将A极板稍向左移动一些,增大电容器两极板间的距离,电容器所带的电量可视为不变,这时可观察到静电计金属箔张角会变大,这说明电容器的电容______;两极板间的距离增大后,两极板间的电场强度__________。(填“变大”、“变小”或“不变”)