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如图甲所示,两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的交流电压u,金属板间电场...

如图甲所示,两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的交流电压u,金属板间电场可看做均匀、且两板外无电场,板长L=0.2m,板间距离d=0.1m,在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场,MN与两板中线OO′垂直,磁感应强度B=5×10-3T,方向垂直纸面向里.现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中,已知每个粒子的速度v=105m/s,比荷manfen5.com 满分网=108C/kg,重力忽略不计,在每个粒子通过电场区域的极短时间内,电场可视为恒定不变.求:
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(1)带电粒子刚好从极板边缘射出时两金属板间的电压;
(2)带电粒子进入磁场时粒子最大速度的大小;
(3)证明:任意时刻从电场射出的带电粒子,进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为定值,并计算两点间的距离.
(1)将带电粒子的运动沿着水平方向和竖直方向正交分解,水平方向为匀速运动,竖直方向为初速度为零的匀加速运动,根据运动学公式列式求解; (2)带电粒子从平行板边缘射出时,电场力做功最多,获得的动能最大,根据动能定理列式求解; (3)经过电场偏转后,粒子速度向上偏转或向下偏转,画出可能的两种轨迹图,根据洛伦兹力提供向心力得到轨道半径,通过几何关系得到向上偏转的距离表达式进行分析. 【解析】 (1)设带电粒子刚好从极板边缘射出电场时电压为U               解得 U=25V 即带电粒子刚好从极板边缘射出时两金属板间的电压为25V. (2)带电粒子刚好从极板边缘射出电场时速度最大,设最大速度为vm,由动能定理 m/s 即带电粒子进入磁场时粒子最大速度的大小为m/s. (3)粒子进入磁场后做匀速圆周运动,其可能的两种轨迹如图; 设粒子进入磁场时速度方向与OO'的夹角为θ 则任意时刻粒子进入磁场的速度大小 粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为R   设带电粒子从磁场中飞出的位置与进入磁场的位置之间的距离为l, 由上式可知,射出电场的任何一个带电粒子,进入磁场时的入射点与射出磁场时的出射点间距离为定值,l与θ无关,与所加电压值无关         两点间的距离为:l=0.4m, 故任意时刻从电场射出的带电粒子,进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为定值,两点间的距离为0.4m.
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考点分析:
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质量为M的平板车P高h,质量为m的小物块Q的大小不计,位于平板车的左端,系统原来静止在光滑水平面地面上.一不可伸长的轻质细绳长为R,一端悬于Q正上方高为R处,另一端系一质量也为m的小球(大小不计).今将小球拉至悬线与竖直位置成60°角,由静止释放,小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短,且无能量损失,已知Q离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍,Q与P之间的动摩擦因数为μ,M:m=4:1,重力加速度为g.求:
(1)小物块到达最低点与Q碰撞之前瞬间的速度是多大?
(2)小物块Q离开平板车时平板车的速度为多大?
(3)平板车P的长度为多少?
(4)小物块Q落地时距小球的水平距离为多少?

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(1)电流表(量程0.6A、3A);
(2)电压表(量程3V、15V)
(3)定值电阻(阻值1Ω,额定功率5W)
(4)定值电阻(阻值10Ω,额定功率10W)
(5)滑动变阻器(阴值范围0--10Ω,额定电流2A)
(6)滑动变阻器(阻值范围0-100Ω、额定电流1A)
那么
(1)要正确完成实验,电压表的量程应选择______V,电流表的量程应选择______A; R应选择______Ω的定值电阻,R应选择阻值范围是______Ω的滑动变阻器.
(2)引起该实验系统误差的主要原因是______

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现要测定木块与长木板之间的动摩擦因数,给定的器材如下:一倾角可以调节的长木板(如图)、木块、计时器一个、米尺.
填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤:
①让木块从斜面上方一固定点D从静止开始下滑到斜面底端A处,记下所用时间t.
②用米尺测量D与A之间的距离s,则木块的加速度a=______
③用米尺测量长木板顶端B相对于水平桌面CA的高度h和长木板的总长度l.设木块所受重力为mg,木块与长木板之间的动摩擦因数为μ,则木块所受的合外力F=______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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