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如下图所示,在平面内,有一电子源持续不断地沿x正方向每秒发射出N个速率均为v的电...

如下图所示,在平面内,有一电子源持续不断地沿x正方向每秒发射出N个速率均为v的电子,形成宽为2b、在y轴方向均匀分布且关于x轴对称的电子流。 电子流沿x方向射人一个半径为R、中心位于原点O的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直xOy平面向里,电子经过磁场偏转后均从P点射出。在磁场区域的正下方有一对平行于x轴的金属平行板KA,其中K板与P点的距离为d,中间开有宽度为2l且关于y轴对称的小孔。K板接地,AK两板间加有正负、大小均可调的电压UAk。穿过K板小孔到达A板的所有电子被收集且导出,从而形成电流。已知d=l,电子质量为m,电荷量为e,忽略电子间的相互作用。

1求磁感应强度B的大小;

2求电子流从P点射出时与负y轴方向的夹角θ的范围;

3UAK=0时,每秒经过极板K上的小孔到达极板A的电子数;

(4)画出电流iUAK变化的关系曲线(在答题纸的方格纸上)。

 

(1) ;(2) ;(3)0.82N;(4) 【解析】(1)轨道半径r=R, (2)上端电子从P点射出时与负y轴最大夹角θm,由几何关系可知 可得θm=600 同理,下端电子从P点射出时与负y轴最大夹角也为600,范围是 (3) 可得 每秒进入两极板间的电子数n n=0.82N (4)由动能定理得出遏止电压Uc,则 与负y轴成450角的电子的运动轨迹刚好与A板相切,其逆过程是类平抛运动,达到饱和电流所需的最小反向电压 根据(3)可知饱和电流大小为  
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在竖直平面内一倾用为θ=530的倾斜光滑轨道AB,其B端与水平光滑轨道BC由一段大小可不计的光滑圆弧平滑连接,水平光滑轨道的C端与一竖直光滑半圆轨道相连接,其半径为R,如下图所示,其中A与半圆轨道的最高点D点等高。在半圆轨道左侧空间加一竖直向下的匀强电场(DC两点在电场外紧靠电场),一质量为m、电荷为+q的小球从A点由静止释放,到达D点时对轨道的压力为小球重力的3倍,且离开D点后恰好垂直打在倾斜轨道AB上。不考虑小球在运动过程中的电荷的变化,重力加速度为g试确定:

(1)电场强度E的大小;

(2)水平轨道BC的长度。

 

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在2017上海国际车展上,展出了大量新能源车型登场。据统计在车展期间,展出的新能源车型据统计达159台之多。其中纯电动汽车(Blade Electric Vehicles,BEV)是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车,它利用蓄电池作为储能动力源,通过电池向电动机提供电能,驱动电动机运转,从而推动汽车行驶。为研究车用电瓶,某兴趣小组将一块旧的车载电瓶充满电,准备利用下列器材测量电瓶的电动势和内电阻。

A.待测电瓶,电动势约为3 V,内阻约几欧姆

B.直流电压表V1、V2,量程均为3 V,内阻约为3 kΩ

C.定值电阻R0(未知)

D.滑动变阻器R,最大阻值Rm(已知)

E.导线和开关

(1)请利用以上器材,设计一个电路______________,完成对待测电瓶的电动势和内阻的测量。

(2)实验之前,需要利用该电路图测出定值电阻R0,方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm,再闭合开关,电压表V1和V2的读数分别为U10U20,则R0=_________(用U10U20Rm表示)。

(3)实验中移动滑动变阻器触头,读出电压表V1V2的多组数据U1U2,描绘出U1U2图象如图所示,图中直线斜率为k,与横轴的截距为a,则电瓶的电动势E=_________,内阻r=__________(用kaR0表示)。

 

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12分)某同学用下图的装置做验证动量守恒定律的实验,操作步骤如下:

1)先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将该木板竖立于靠近槽口处,使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,撞到木板在记录纸上留下压痕O.

2)将木板向右平移适当距离,再使小球a从原固定点由静止释放,撞到木板在记录纸上留下压痕B

3)把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的右边缘,让小球a仍从原固定点由静止开始滚下,与b球相碰后,两球撞在木板上,并在记录纸上留下压痕AC.

本实验必须测量的物理量是___________。(填序号字母,要求验证方法简洁可行)

A.小球ab的质量

B.小球ab的半径

C.斜槽轨道末端到木板的水平距离

D.球a的固定释放点到斜槽轨道末端的高度差

E.记录纸上O点到ABC的距离

放上被碰小球,两球相碰后,小球a在图中的压痕点为___________.

若两球碰撞动量守恒,则应满足的表达式为______________________.(用中测量的量表示)

若两球发生的是弹性碰撞,则还应满足的表达式为:______________________________.

 

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如图所示,dabc为相距为L的平行导轨(导轨电阻不计)。ab间连接一个定值电阻,阻值为R。长直金属杆可以按任意角θ架在平行导轨上,并以速度v匀速滑动(平移),v的方向与da平行,杆MN每米长的阻值也为R。整个空间充满匀强磁场,磁感强度的大小为B,方向垂直纸面向里。则下列说法正确的是

A. θ越小,导线MN切割磁感线的长度越长,产生的感应电动势也越大

B. θ等于90°R消耗的电功率最大

C. 当θ等于90°时导线MN消耗的电功率可能最大

D. 当满足时导线MN消耗的电功率可能最大

 

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在如图所示的电路中,闭合开关S,电路达到稳定后,平行金属板中带电质点P恰好处于静止状态。不考虑电流表和电压表对电路的影响,二极管视为理想二极管,R1R2R3三个电阻的阻值相等且与电源的内阻r的阻值也相等。当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,则

A. 带电质点P将向下运动

B. 电源的输出功率将变大

C. 电压表V2与电流表A的读数变化量的绝对值之比一定不变

D. 电压表V读数变化量的绝对值等于电压表V2的读数变化量的绝对值

 

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