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如图,真空区域I和区域II内存在着与纸面垂直,方向相反的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,在区域I的下方和区域II的上方存在大小相等,方向相反的匀强电场,电场强度大小均为 ,一质量为m,带电量为q的正粒子在t=0时刻从区域I下边界线上的O点以速度v0垂直于磁场边界射入磁场,已知区域III的宽度均为,两区域的长度足够大,不计粒子的重力,求:

(1)粒子在磁场区域I中做圆周运动的轨道半径;

(2)粒子从O点到第一次穿过区域II上边界时运动的轨迹长度;

(3) 时,粒子到O点的距离.

 

(1) ;(2) ;(3) 【解析】由洛伦磁力提供向心力可求半径,在磁场中做匀速圆周运动,在电场中做匀减速直线运动或匀加速直线运动,根据运动的对称性和周期性求出粒子到O点的距离。 【解析】 (1)由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得: 解得做圆周运动的轨道半径 (2) 从区域I下边界线上的O点以速度v0垂直于磁场边界射入磁场, 由作图和几何关系得,粒子在区域I和区域II运动所转过的圆心角均为,痕迹总长 (3)粒子通过区域I和区域II一次所用的时间均为 粒子在上电场或下电场中运动时减速或加速所用的时间为 粒子在电场中运动的加速度,解得 粒子运动的一个周期内通过区域I 2次,区域II 2次,上部电场1次(减速、加速),下部电场1次(减速、加速) 粒子运动的周期 每过一个周期粒子左移 当时,即粒子经过5个周期后还运动了 粒子恰好运动到区域II的中点, 解得  
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考点分析:
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如图,金属棒ab的质量m=5g,放置在宽L=1m、光滑的金属导轨边缘外,两金属导轨处于水平面内,该处有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T.电容器的电C=200μF,电源电动势E=16V,导轨平面距地面高度h=0.8m,g10m/s2.在电键S1接通并稳定后,再使它与2接通,则金属棒ab被抛到x=0.064m的地面上,试求此时电容器两端的电压.

 

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如图,半径足够大的光滑四分之一圆弧形滑块放在光滑水平面上,质量为M,有一个质量为m的小球以水平速度v0沿切线方向从底端滑入圆弧面,求:

(1)小球能沿圆弧形滑块上升的最大高度?

(2)小球再次离开圆弧形滑块时,小球和滑块的速度各为多少?

 

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为测量某电阻的阻值(约为十几欧),现提供如下实验器材:

A.直流电源(4V,内阻不能忽略)

B.定值电阻R1=10Ω、R2=15Ω

C.滑动变阻器R3(最大阻值20Ω)

D.滑动变阻器R4(最大阻值2000Ω)

E.电流表A1(量程0.3A,内阻约为0.3Ω)

F.电流表A2(量程3A,内阻约为0.1Ω)

G.电压表V1(量程5V,内阻约为5KΩ)

H.电压表V2(量程15V,内阻约为15KΩ)

I.电阻箱R(最大值为99.9Ω)

J.开关及导线若干

甲乙丙三位同学分别用自己的方法进行测量

(1)甲同学利用图(a)所示电路进行测量,实验所选择的电流表应为_____ (选填“E”“F”),开关闭合前滑动变阻器应置于_______(选填“a”“b”);测量出多组数据后,甲同学将数据标在了图(d)中,由测量出的数据可知,该电阻是_______ (选填线性非线性”)元件;

(2)乙同学利用上图(b)所示电路进行测量,实验中乙同学选择的滑动变阻器应为_______ (选填“C”“D”),实验时先闭合开关S1S2,调节滑动变阻器使电流表示数为I,然后断开开关S2,闭合开关S3,调节__________(选填电阻箱滑动变阻器”),使电流表示数仍为I,此时电阻箱的阻值即为待测电阻值;

(3)丙同学利用上图(c)所示电路进行测量,a点接电流表正接线柱,b点接电流表负接线柱,闭合开关前应将电阻箱阻值调至_______(选填最小值最大值”),闭合开关后再缓慢调节电阻箱阻值使通过电流表的电流恰好为零,读出此时电阻箱的阻值为R,则丙同学测量的电阻阻值Rx= _______ (选用R、R1、R2表示)

 

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为探究弹簧弹性势能与弹簧形变量的关系,某同学设计了如下图(a)所示的实验装置,弹簧左端固定,弹簧自由伸长时右端恰好在O点,现用一质量为m,直径为d的小球压缩弹簧,小球沿直线被弹簧弹开后通过与球心等高的光电门,忽略一切摩擦,某次实验时将弹簧压缩x后,释放小球,测得小球通过光电门的时间为t.

(1)(b)所示为用游标卡车测量小球直径时的图像,则小球直径为_______mm;

(2)小球通过光电门的速度为_________(用题干中物理量的符号表示);

(3)弹簧压缩x时具有的弹性势能为___________ (用题干中物理量的符号表示);

 

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如图(a),真空中水平放置两块长度为2d的平行金属板PQ,两板间距为d,两板间加上如图(b)所示最大值为U0的周期性变化的电压.在两板左侧中点处有一粒子源A,自t=0时刻开始连续释放初速度大小为v0,方向平行于金属板的相同带电粒子,t=0时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场,已知电场变化周期 ,粒子质量为m,不计粒子重力及相互间的作用力。   

A. t=0时刻进入的粒子离开电场时速度大小仍为v0

B. t=0.125T时刻进入的粒子离开电场时竖直偏移距离为0.25d

C. t=0.25T时刻进入的粒子离开电场时竖直偏移距离为0.125d

D. t=0.5T时刻进入的粒子刚好从金属板P右侧边缘离开电场

 

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