有三束粒子,分别是质子(p)、氚核()和α粒子束,如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场(方向垂直于纸面向里),在下图中,哪个图能正确地表示出了这三束粒子的偏转轨迹 ( )
如图所示,矩形区域Ⅰ和Ⅱ内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场(AA′、BB′、CC′、DD′为磁场边界,四者相互平行),磁感应强度大小均为B,矩形区域的长度足够长,磁场宽度及BB′与CC′之间的距离相同.某种带正电的粒子从AA′上的O1处以大小不同的速度沿与O1A成α=30°角进入磁场(如图所示,不计粒子所受重力),当粒子的速度小于某一值时,粒子在区域Ⅰ内的运动时间均为t0;当速度为v0时,粒子在区域Ⅰ内的运动时间为.求:
(1)粒子的比荷;(4分)
(2)磁场区域Ⅰ和Ⅱ的宽度d;(4分)
(3)速度为v0的粒子从O1到DD′所用的时间.(2分)
如图所示装置的左半部分为速度选择器,相距为d的两块平行金属板分别连在电压可调的电源两极上(上板接正极),板间存在方向垂直纸面向里、磁感应强度为B0的匀强磁场;右半部分为一半径为R的半圆形磁场区域,内有垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场.矩形abcd相切于半圆,小孔M、N连线延长线经过圆心O点且与ad垂直.一束质量为m、带电量为+q的离子(不计重力)以不同速率沿MN方向从M孔射入.
(1)金属板间电压为U0时,求从N孔射出的离子的速度大小;(3分)
(2)要使离子能打到ab上,求金属板间电压U的取值范围.(7分)
虚线MN下方有竖直向上的匀强电场,场强大小E=2×103V/m,MN上方有一竖直长为L=0.5m的轻质绝缘杆,杆的上下两端分别固定一带电小球A、B(可看成质点),质量均为m=0.01kg,A带电量为;B带电量,B到MN的距离h=0.05m。现将杆由静止释放(g取10m/s2),求:
(1)小球B在匀强电场中,而A还未进入电场时,两小球的加速度大小。(3分)
(2)从开始运动到A刚要进入匀强电场过程的时间。(5分)
如图所示,两根平行光滑金属导轨MP、NQ与水平面成θ=37°角固定放置,导轨电阻不计,两导轨间距L=0.5 m,在两导轨形成的斜面上放一个与导轨垂直的均匀金属棒ab,金属棒ab处于静止状态,它的质量为。金属棒ab两端连在导轨间部分对应的电阻为R2=2Ω,电源电动势E=2V,电源内阻r=1Ω,电阻R1=2Ω,其他电阻不计。装置所在区域存在一垂直于斜面MPQN的匀强磁场。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,)求:
(1)所加磁场磁感应强度方向;(3分)
(2)磁感应强度B的大小。(5分)
用图所示的电路测定一种特殊电池的电动势和内阻,它的电动势E约为8 V,内阻r约为30 Ω,已知该电池允许输出的最大电流为40 mA。为防止调节滑动变阻器时造成短路,电路中用了一个定值电阻充当保护电阻,除待测电池外,可供使用的实验器材还有:
A.电流表A(量程为0.05 A、内阻约为0.2 Ω)
B.电压表V(量程为6 V、内阻为20 kΩ)
C.定值电阻R1(阻值为100 Ω、额定功率为1 W)
D.定值电阻R2(阻值为200 Ω、额定功率为1 W)
E.滑动变阻器R3(阻值范围为0~10 Ω、额定电流为2 A)
F.滑动变阻器R4(阻值范围为0~750 Ω、额定电流为1 A)
G.导线和单刀单掷开关若干
(1)为了电路安全及便于操作,定值电阻应该选________;滑动变阻器应该选________。 (填写器材名称)
(2)接入符合要求的用电器后,闭合开关S,调滑动变阻器的阻值,读取电压表和电流表的示数。取得多组数据,作出了如图所示的图线。根据图线得出该电池的电动势E为________V,内阻r为________Ω。(结果保留两位有效数字)
(3)若所给的电压表已被损坏,其他器材均可使用。重新选择器材,设计电路测定该电池的电动势和内阻。请在虚线框中画出设计的电路图并在上面标明选定器材的名称。