如图所示,相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置, S1、S2分别为M、N板上的小孔,S1、S2、O三点共线,它们的连线垂直M、N,且S2O=R。以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。D为收集板,板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R,板两端点的连线垂直M、N板。质量为m、带电荷量为+q的粒子经S1进入M、N间的电场后,通过S2进入磁场。粒子在S1处的速度和粒子所受的重力均不计。
(1)当M、N间的电压为U时,求粒子进入磁场时速度的大小v;
(2)若粒子恰好打在收集板D的中点上,求M、N间的电压值U0;
(3)当M、N间的电压不同时,粒子从S1到打在D上经历的时间t会不同,求t的最小值。
如图所示,在坐标系xOy中,第一象限除外的其它象限都充满匀强磁场,磁感应强度都为B=0.12 T、方向垂直纸面向内。P是y轴上的一点,它到坐标原点O的距离l=0.40 m。一比荷=5.0×107 C/kg的带正电粒子从P点开始进入匀强磁场中运动,初速度v0=3.0×106 m/s、方向与y轴正方向成夹角θ=53°并与磁场方向垂直。不计粒子的重力作用。已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,求:
(1)粒子在磁场中运动的轨道半径R;
(2)在第一象限中与x轴平行的虚线上方的区域内充满沿x轴负方向的匀强电场(如图),粒子在磁场中运动一段时间后进入第一象限,最后恰好从P点沿初速度的方向再次射入磁场。求匀强电场的电场强度E和电场边界(虚线)与x轴之间的距离d。
如图甲所示是用来使带正电的离子加速和偏转的装置,乙图为该装置中加速与偏转电场的等效模拟图。以y轴为界,左侧为沿x轴正向的匀强电场,电场强度为E。右侧为沿y轴负方向的另一匀强电场。已知OA⊥AB,OA=AB,且OB间的电势差为U0。若在x轴的C点无初速地释放一个电荷量为q、质量为m的正离子(不计重力),结果正离子刚好通过B点,求
(1)CO间的距离d;
(2)粒子通过B点的速度大小。
如图所示,PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨,相距1 m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=0.2 kg,棒的中点用细绳经滑轮与物体相连,物体的质量M=0.3 kg,棒与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5,匀强磁场的磁感应强度B=2 T,方向竖直向下,为了使物体匀速上升,应在棒中通入多大的电流?方向如何?(g=10 m/s2)
使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电
池)、一个电阻和一表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:待测多用电表,量程为60 mA的电流表,电阻箱,导线若干。实验时,将多用电表调至×1 Ω挡,调好零点;电阻箱置于适当数值。完成下列填空:
(1)仪器连线如图所示(a和b是多用电表的两个表笔)。若两电表均正常工作,则表笔a为________(填 “红”或“黑”)色;
(2)若适当调节电阻箱后,多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图 (a)、(b)、(c)所示,则电流表的读数为________mA,电阻箱的读数为________Ω;
(3)将多用电表的两表笔短接,此时流过多用电表的电流为________mA;(保留3位有效数字)
(4)计算得到多用电表内电池的电动势为________V。(保留3位有效数字)
如图甲为多用电表的示意图,现用它测量一个阻值约为20 Ω的电阻,测量步骤如下:
(1)调节________,使电表指针停在________的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)。
(2)将选择开关旋转到“Ω”挡的________位置。(填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”)
(3)将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,并将两表笔短接,调节________,使电表指针对准________的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)。
(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触,若电表读数如图乙所示,该电阻的阻值为________ Ω。
(5)测量完毕,将选择开关旋转到“OFF”位置。