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如图所示,完全相同的金属板P、Q带等量异种电荷,用绝缘杆将其连成一平行正对的装置...

如图所示,完全相同的金属板P、Q带等量异种电荷,用绝缘杆将其连成一平行正对的装置,放在绝缘水平面上,其总质量为M,两板间距为d,板长为2d,在P板中央位置处有一小孔.一质量为m、电量为+q的粒子,从某一高度下落通过小孔后进入PQ,恰能匀速运动.外部的电场可忽略,板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g,求:
①PQ间电场强度及电势差;
②粒子下落过程中,装置对绝缘水平面的压力;
③现给PQ间再加一垂直纸面向里、磁感应强度B的匀强磁场,要使粒子进入PQ后不碰板飞出,则粒子应距P板多高处自由下落?

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(1)粒子进PQ后,恰能匀速运动,重力与电场力平衡,由平衡条件求出电场强度E. (2)粒子进PQ前,装置对绝缘水平面的压力等于重力Mg,粒子进PQ后,电场对粒子作用大小为mg,方向向上,根据牛顿第三定律,粒子对电场的力大小为mg,方向向下,则装置对绝缘水平面的压力等于总重力. (3)给PQ间再加一垂直纸面向里、磁感应强度B的匀强磁场后,粒子做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力.当轨迹恰好与P板、Q板右边缘相切时,粒子恰好进入PQ后不碰板飞出,分别由几何知识这两种临界情况下粒子的半径,根据牛顿第二定律求出速度,由机械能守恒定律求出下落时的高度,得到小球应距P板高度范围. 【解析】 ①因小球受力平衡,mg=qE        得:E=     电场方向向上        PQ间的电势差U=Ed=    ②在小球未进入PQ前对地的压力N1=Mg     进入PQ后小球受到向上大小等于mg的电场力,根据牛顿第三定律可得PQ对地的压力         N2=Mg+mg     ③依题意得:当粒子轨迹恰好与P板右边缘相切时,粒子圆周运动的半径R1= 根据qv1B=m    得v1= 又由机械能守恒定律得mgh1= 联立解得h1= 当粒子轨迹恰好与Q板右边缘相切时,粒子圆周运动的半径R1=d,同理可得 v2= h2= 故要使粒子进入PQ后不碰板飞出,粒子应距P板<h<高处自由下落. 答:①PQ间电场强度E=,方向向上;电势差为;    ②在小球未进入PQ前对地的压力N1=Mg     进入PQ后PQ对地的压力N2=Mg+mg;      ③要使粒子进入PQ后不碰板飞出,粒子应距P板<h<高处自由下落.
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考点分析:
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(1)某同学用如图1所示装置探究小车的加速度与力、质量的关系,实验中,他把钩码重力当作小车受到的合力.①为减小把钩码的重力当作小车受到的合力而带来的误差,实验中,除了拉小车的细线与长木板平行外.①还应采取的措施有:        .(填两条)
②木块从静止开 始运动,利用打点计时器在纸带上记录木块的运动情况,如图2所示,其中O点为纸带上记录到的第一点.A、B、C是该同学在纸带上所取的一些点,下图所标明的数据为A、B、C各点到O点的距离,已知打点计时器所用交流电源频率f=50Hz,木块运动的加速度a=    m/s2.(计算结果保留两位有效数字)
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(2)有一根长陶瓷管,其表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜,管的两端有导电箍M和N,如图3所示.用多用表电阻档测得MN间的电阻膜的电阻约为100Ω,陶瓷管的直径远大于电阻膜的厚度.某同学利用下列器材设计了一个测量该电阻膜厚度d的实验.
A.刻度尺(最小分度为mm);  B.游标卡尺;
C.电流表A1(量程0~300mA,内阻约0.2Ω);
D.电流表A2 (量程0~100mA,内阻约0.6Ω);
E.电压表V1 (量程10V,内阻约5kΩ);
F.电压表V2 (量程5V,内阻约3kΩ);
G.滑动变阻器R1 (阻值范围0~30Ω,额定电流1.5A);
H.滑动变阻器R2 (阻值范围0~1.5KΩ,额定电流1A);
I.电源E (电动势9V,内阻可不计);     J.开关一个,导线若干.
①他用毫米刻度尺测出电阻膜的长度为l,用游标卡尺测量该陶瓷管的外径D.
②为了比较准确地测量电阻膜的电阻,且调节方便,实验中应选用电流表    ,电压表    ,滑动变阻器    .(填写器材前面的字母代号)
③在答题卷方框内画出测量电阻膜的电阻R的实验电路图.
④若电压表的读数为U,电流表的读数为I,镀膜材料的电阻率为ρ,计算电阻膜厚度d (d远小于D)的表达式为:d=    (用所测得的量和已知量的符号表示). 查看答案
manfen5.com 满分网物体沿直线运动的v-t图如图所示,已知在第1秒内合外力对物体做的功为W,则下列结论正确的是( )
A.从第1秒末到第3秒末合外力做功为W
B.从第3秒末到第5秒末合外力做功为-2W
C.从第5秒末到第7秒末合外力做功为W
D.从第3秒末到第4秒末合外力做功为-0.75W
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下列说法正确的是( )
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B.β射线比α射线更容易使气体电离
C.太阳辐射的能量主要来源于重核裂变
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物体受到几个力的作用而做匀速直线运动,如果只撤掉其中的一个力,其它力保持不变,它可能做( )
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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