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如图所示,由电源、定值电阻R和滑动变阻器R构成一闭合电路,一粒子加速枪并接在R两...

如图所示,由电源、定值电阻R和滑动变阻器R构成一闭合电路,一粒子加速枪并接在R两端,在加速枪口O正上方r处的A点真空区域有一固定的点电荷,带电量为+Q.现有质量和带电量均不同的两种带负电静止粒子,从加速枪的左端加速后从O点进入+Q场区域,粒子射入枪口时速度方向垂直于AO连线.
(1)试证明若加速电压U满足一定条件,两种粒子在+Q场区域都能做匀速圆周运动.(不计粒子的重力)
(2)当滑动变阻器滑动头在某位置时,射出的带电粒子恰好做匀速圆周运动,若将P向左移动一小段距离后,该种粒子从加速枪中射出后的运轨迹变成什么形状?它的周期比圆周运动时长还是短?(只写明最后结论)

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(1)带电粒子在电场中被加速,由动能定理可求出加速获得的速度;当进入点电荷电场中做匀速圆周运动,由电场力提供向心力,则由牛顿第二定律列出表达式,从而求出加速电压满足的条件,因此得以证明. (2)若将P向左移动一小段距离后,加速枪的电压减小,粒子加速获得的速度减小,粒子将做椭圆运动,周期变短. 【解析】 (1)设带电粒子电量为q,质量为m,射出速度为v. 由动能定理: 在库仑力作用下做匀速圆周运动,由向心力公式: 解得 由U满足条件看出:U与带电粒子q、m均无关.故两种粒子在+Q场区域都能做匀速圆周运动. (2)若将P向左移动一小段距离后,加速枪的电压减小,粒子加速获得的速度减小,粒子将做椭圆运动,周期变短.
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考点分析:
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(1)使物块不掉下去的最大拉力F(物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力).
(2)如果拉力F=21N恒定不变,小物块所能获得的最大动能.

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(1)用多用电表粗测:多用电表电阻挡有4种倍率;分别为×1k、×100、×10、×1.该同学选择×1k倍率,用正确的操作步骤测量时,发现指针偏转角度太大(指针位置如图3中虚线所示).为了较准确地进行测量,请你依次写出接着应该进行的主要操作步骤:
______ ②____________.若这时刻盘上的指针位置如图中实线所示,测量结果是______
(2)该同学用伏安法继续测定这只电阻的阻值,除被测电阻外,还有如下实验仪器
A.直流电源,电压4V,内阻不计
B.电压表V1(量程0~3V,内阻3kΩ)
C.电压表V2(量程0~15V,内阻15kΩ)
D.电流表A1(量程0~5mA,内阻10Ω)
E.电流表A2(量程0~10mA,内阻5Ω)
F.滑动变阻器一只,阻值0~50Ω
G.电键一只,导线若干
在上述仪器中,电压表应选择______,电阻表应选择______.请在方框内画出电路原理图.
(3)根据测量数据画出该导体的伏安特性曲线如图2所示,发现MN段明显向下弯曲.若实验的操作、读数、记录和绘图描点等过程均正确无误,则出现这一弯曲现象的主要原因是______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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