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坐标原点O处有一点状的放射源,它向xOy平面内的x轴上方各个方向发射α粒子,α粒...

坐标原点O处有一点状的放射源,它向xOy平面内的x轴上方各个方向发射α粒子,α粒子的速度大小都是v0,在0<y<d的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场,场强大小为满分5 manfen5.com,其中q与m分别为α粒子的电荷量和质量;在d<y<2d的区域内分布有垂直于xOy平面的匀强磁场.ab为一块很大的平面感光板,放置于y=2d处,如图所示.观察发现此时恰无粒子打到ab板上.(不考虑α粒子的重力)

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(1)求α粒子刚进入磁场时的动能;

(2)求磁感应强度B的大小;

(3)将ab板平移到什么位置时所有粒子均能打到板上?并求出此时ab板上被α粒子打中的区域的长度.

 

(1);(2);(3); (3); 【解析】 试题分析:(1)根据动能定理:Eqd=mv2-mv,则末动能为Ek=mv2=Eqd+mv=2mv. (2)根据(1)中结果可知v=2v0,对于沿x轴正方向射出的粒子进入磁场时与x轴正方向夹角θ=,其在电场中沿x轴方向的位移x1=v0t=.该粒子运动轨迹如图所示,根据几何知识可知:若该粒子不能打到ab板上,则所有粒子均不能打到ab板上,因此该粒子轨迹必与ab板相切,其圆周运动的半径满足关系式d=r+rcos 60°,则r=d,又根据洛伦兹力提供向心力Bqv=,可得 (3)根据几何知识可知,沿x轴负方向射出的粒子若能打到ab板上,则所有粒子均能打到ab板上.其临界情况就是此粒子轨迹恰好与ab板相切. 由图可知此时磁场宽度应为原来的,即当ab板位于y=d的位置时,恰好所有粒子均能打到板上,且ab板上被打中区域的长度为L=2x1+r=. 考点: 带电粒子在磁场中的运动  
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考点分析:
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如图所示的装置叫做阿特伍德机,是阿特伍德创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律。绳子两端的物体下落(上升)的加速度总是小于自由落体的加速度g,同自由落体相比,下落相同的高度,所花费的时间要长,这使得实验者有足够的时间从容的观测、研究。已知物体A、B的质量相等均为M,物体C的质量为m,轻绳与轻滑轮间的摩擦不计,轻绳不可伸长且足够长,如果满分5 manfen5.com,求:

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(1) 物体B从静止开始下落一段距离的时间与其自由落体下落同样的距离所用时的比值。

(2)系统在由静止释放后的运动过程中,物体C对B的拉力。

 

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(7分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,现除了有一个标有“5V,2.5W”的小灯泡、导线和开关外,还有:

A、直流电源(电动势约为5V,内阻可不计)

B、直流电流表(量程0~3A,内阻约为0.1Ω)

C、直流电流表(量程0~600mA,内阻约为5Ω)

D、直流电压表(量程0~15V,内阻约为15kΩ)

E、直流电压表(量程0~5V,内阻约为10kΩ)

F、滑动变阻器(最大阻值10Ω,允许通过的最大电流为2A)

G、滑动变阻器(最大阻值1kΩ,允许通过的最大电流为0.5A)

实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据

(1)实验中电流表应选用_______,电压表应选用_______,滑动变阻器应选用_______(均用序号字母表示);

(2)某同学通过实验正确地做出了小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示。现把实验中使用的小灯泡接到如图乙所示的电路中,其中电源电动势为E=6V,内阻r=1Ω,定值电阻R=9Ω,此时灯泡的实际功率为__________W。(结果保留两位有效数字)

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(8分)某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒.

(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平,利用现有器材如何判断导轨是否水平?

                                                       

(2)如图乙所示,用游标卡尺测得遮光条的宽度d=      cm;实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=1.2×10-2s,则滑块经过光电门时的瞬时速度为        m/s.在本次实验中还需要测量的物理量有:钩码的质量m、滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离x和               (文字说明并用相应的字母表示).

(3)本实验通过比较                              在实验误差允许的范围内相等(用测量的物理量符号表示),从而验证了系统的机械能守恒.

 

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如图所示,MN是一荧光屏,当带电粒子打到荧光屏上时,荧光屏能够发光.MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.P为屏上的一小孔,PQ与MN垂直.一群质量为m、带电荷量都为q的正粒子(不计重力),以相同的速率v,从小孔P处沿垂直于磁场且与PQ夹角为θ的范围内向各个方向射入磁场区域,不计粒子间的相互作用.则以下说法正确的是(  )

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A.在荧光屏上将出现一个条形亮线,其半径为满分5 manfen5.com

B.在荧光屏上将出现一个条形亮线,其长度为满分5 manfen5.com

C.粒子运动过程中到荧光屏MN的最大距离为满分5 manfen5.com

D.粒子运动过程中到荧光屏MN的最大距离为满分5 manfen5.com

 

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如上图所示,足够长且电阻不计的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,间距为L=0.5m,一匀强磁场B=0.2T垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.40Ω的电阻,质量为m=0.01kg、 电阻不计的金属棒ab垂直紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑,经过一段时间金属棒达到稳定状态,这段时间内通过R的电量0.3C,则在这一过程中(  )(g=10m/s2

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A.安培力最大值为0.05N,

B.这段时间内下降的高度1.2m

C.重力最大功率为0.1w

D.电阻产生的焦耳热为0.04J

 

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试题属性

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