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如图所示装置由加速电场、偏转电场和偏转磁场组成.偏转电场处在加有电压的相距为d的...

如图所示装置由加速电场、偏转电场和偏转磁场组成.偏转电场处在加有电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板之间,匀强磁场水平宽度为l,竖直宽度足够大,处在偏转电场的右边,如图甲所示.大量电子(其重力不计)由静止开始,经加速电场加速后,连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场.当两板没有加电压时,这些电子通过两板之间的时间为2t,当在两板间加上如图乙所示的周期为2t、幅值恒为U的电压时,所有电子均能通过电场,穿过磁场,最后打在竖直放置的荧光屏上(已知电子的质量为m、电荷量为e).求:
(1)如果电子在t=0时刻进入偏转电场,求它离开偏转电场时的侧向位移大小;
(2)通过计算说明,所有通过偏转电场的电子的偏向角(电子离开偏转电场的速度方向与进入电场速度方向的夹角)都相同.
(3)要使电子能垂直打在荧光屏上,匀强磁场的磁感应强度为多少?manfen5.com 满分网
电子垂直进入匀强电场时可能先做类平抛运动后再做匀速直线运动,也可能先做匀速直线运动后再做类平抛;当垂直进入匀强磁场时做匀速圆周运动.当电子从零时刻开始进入则先做类平抛运动后匀速直线运动.在电场中的偏向角由沿电场方向的速度与垂直电场方向的速度的正切值来确定.若电子垂直打在荧光屏上,则由几何关系可确定运动轨迹的半径与已知长度的关系,从而算出磁感应强度. 【解析】 (1)在t=0时刻,电子进入偏转电场, Ox方向(水平向右为正)做匀速直线运动. Oy方向(竖直向上为正)在0-t时间内受电场力作用做匀加速运动, 在t-2t时间内做匀速直线运动, 速度 侧向位移 得 (2)设电子以初速度v=vx进入偏转电场,在偏转电场中受电场力作用而加速. 不管电子是何时进入偏转电场,在它穿过电场的2t时间内, 其Oy方向的加速度或者是 (电压为U时), 或者是0(电压为0时). △v=a△t,它在Oy方向上速度增加量都为 . 因此所有电子离开偏转电场时的Oy方向的分速度都相等为 ; Ox方向的分速度都为v=vx, 所有电子离开偏转电场的偏向角都相同. (3)设电子从偏转电场中射出时的偏向角为θ, 电子进入匀强磁场后做圆周运动垂直打在荧光屏上, 如图所示.电子在磁场中运动的半径: 设电子从偏转电场中出来时的速度为vt, 则电子从偏转电场中射出时的偏向角为: 电子进入磁场后做圆周运动, 其半径 由上述四式可得: .
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考点分析:
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manfen5.com 满分网质量为M的滑块由水平轨道和竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道组成,放在光滑的水平面上.质量为m的物块从圆弧轨道的最高点由静止开始滑下,以速度v从滑块的水平轨道的左端滑出,如图所示.已知M:m=3:1,物块与水平轨道之间的动摩擦因数为µ,圆弧轨道的半径为R.
(1)求物块从轨道左端滑出时,滑块M的速度的大小和方向;
(2)求水平轨道的长度;
(3)若滑块静止在水平面上,物块从左端冲上滑块,要使物块m不会越过滑块,求物块冲上滑块的初速度应满足的条件.
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(1)小物块通过B点时速度vB的大小;
(2)小物块通过圆形轨道最低点C时圆形轨道对物块的支持力F的大小;
(3)试通过计算说明,小物块能否通过圆形轨道的最高点D.

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为了研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的关系,某实验小组的实验装置如图甲所示,水平光滑槽距地面高为h,光滑槽与桌子右边缘垂直,槽出口与桌边缘相齐,槽中放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的小钢球接触.将小球向左推,压缩弹簧一段距离后由静止释放,弹簧将小球沿水平方向推出,小球落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹.
①若测得某次实验小球的落点P到O点的距离为s,那么由理论分析得到小球释放前压缩弹簧的弹性势能Ep与h、s和mg之间的关系式是   
②该同学改变弹簧的压缩量进行多次实验,测量得到下表的数据:
弹簧压缩量x/(cm)1.001.502.002.503.003.50
小球飞行水平距离s/m2.013.004.014.986.016.99
在坐标纸上做出x-s的图象.并由图象得出:x与s的关系式是   
实验得到弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式为   
③完成实验后,该同学对上述装置进行了如图乙所示的改变:
(I)在木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处,使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,小球撞到木板上,并在白纸上留下痕迹O;
(II)将木板向右平移适当的距离(设为L)固定,再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,小球撞到木板上,在白纸上留下痕迹P;
(III)用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离设为y.
由此步骤得到弹簧的压缩量应该为   
④若该同学在完成步骤③的过程中,光滑水平槽与桌子右边缘不垂直,用③问的方法计算得出的弹簧压缩量与实际值相比    (选填“偏大”、“偏小”或“相同”).manfen5.com 满分网 查看答案
在《用双缝干涉测光的波长》实验中,将双缝干涉实验仪按照要求安装在光具座上,如图甲所示.从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离l=600mm,选用缝间距d=0.20mm的双缝屏.调整实验装置,观察到双缝干涉条纹.
①选用带有游标尺的测量头(如图乙所示)测量相邻两条亮条纹间的距离.转动测量头的手轮,使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹(将这一条纹选定为第1亮条纹)的中心,此时游标尺上的示数为x1=1.15mm;继续转动测量头的手轮,使分划板的中心刻线对齐第6亮条纹的中心,此时游标尺上的示数情况如图丙所示,其读数为x2=    mm.
②利用上述测量结果,经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离△x=    mm;
③实验中测出的光的波长λ=    m.manfen5.com 满分网 查看答案
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( )
A.线框克服安培力所做的功为mgd
B.线框克服安培力所做的功为mgL
C.线框的最小速度为manfen5.com 满分网
D.线框的最小速度为manfen5.com 满分网
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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