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如图1所示,真空室中电极K发出的电子(初速不计)经过U0=1000V的加速电场后...

如图1所示,真空室中电极K发出的电子(初速不计)经过U0=1000V的加速电场后,由小孔S沿两水平金属板AB间的中心线射入.AB板长l=020m,相距d=0020m,加在AB两板间电压u随时间t变化的u—t图线如图2所示.设AB间的电场可看做是均匀的,且两板外无电场.在每个电子通过电场区域的极短时间内,电场可视为恒定的.两板右侧放一记录圆筒,筒在左侧边缘与极板右端距离b=015m,筒绕其竖直轴匀速转动,周期T=020s,筒的周长s=020m,筒能接收到通过AB板的全部电子.

(1)t=0(见图2,此时u=0)电子打到圆筒记录纸上的点作为坐标系的原点,并取y轴竖直向上.试计算电子打到记录纸上的最高点的y坐标和x坐标.(不计重力作用)

(2)在给出的坐标纸(3)上定量地画出电子打到记录纸上的点形成的图线.

 

(1) (2) 【解析】(1)计算电子打到记录纸上的最高点的坐标设v0为电子沿A、B板的中心线射入 电场时的初速度,则 ① 电子在中心线方向的运动为匀速运动,设电子穿过A、B板的时间为t0,则l=v0t0 ② 电子在垂直A、B板方向的运动为匀加速直线运动对于恰能穿过A、B板的电子,在它通过时加在两板间的电压uc应满足 ③ 联立①、②、③式解得 此电子从A、B板射出时沿y方向的分速度为 ④ 此后,此电子作匀速直线运动,它打在记录纸上的点最高,设纵坐标为y,由图可得 ⑤ 由以上各式解得 ⑥ 从题给的u-t图线可知,加于两板电压u的周期T0=0.10秒,u的最大值um=100伏,因为uC<um,在一个周期T0内,只有开始的一段时间间隔△t内有电子通过A、B板 ⑦ 因为电子打在记录纸上的最高点不止一个,根据题中关于坐标原点与起始记录时刻的规定,第一个最高点的x坐标为 ⑧ 第二个最高点的x坐标为 ⑨ 第三个最高点的x坐标为 由于记录筒的周长为20厘米,所以第三个最高点已与第一个最高点重合,即电子打到记录纸上的最高点只有两个,它们的x坐标分别由⑧和⑨表示 (2)电子打到记录纸上所形成的图线,如图所示  
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如图所示,光滑、足够长的平行金属导轨MNPQ的间距为l,所在平面与水平面成θ角,处于磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。两导轨的一端接有阻值为R的电阻。质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直放置于导轨上,且m由一根轻绳通过一个定滑轮与质量为M的静止物块相连,物块被释放后,拉动金属棒ab加速运动H距离后,金属棒以速度v匀速运动。求:(导轨电阻不计)

1)金属棒αb以速度v匀速运动时两端的电势差Uab

2)物块运动H距离过程中电阻R产生的焦耳热QR

 

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如图所示,在光滑绝缘的水平面上,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球AB.A球的带电量为+2q,B球的带电量为﹣3q,两球组成一带电系统.虚线MNPQ平行且相距3L,开始时AB分别静止于虚线MN的两侧,虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线.若视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MN、PQ间加上水平向右的电场强度为E的匀强电场后.试求:

(1)B球刚进入电场时,带电系统的速度大小;

(2)带电系统向右运动的最大距离和此过程中B球电势能的变化量;

(3)带电系统运动的周期.

 

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如图所示,质量M=8kg的长木板A放在水平光滑的平面上,木板左端受到水平推力F=8N的作用,当木板向右运动的速度达到时,在木板右端轻轻地放上一个大小不计,质量为m=2kg的小物块B,放上小物块0.6s后撤去F,小物块与木板间的动摩擦因数,木板足够长,取.求:

(1)放上小物块后撤去F前,长木板与小物块的加速度;

(2)撤去F后,二者达到相同速度的时间;

(3)整个过程系统产生的摩擦热(结果保留两位有效数字).

 

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某同学为了测量电源的电动势和内阻设计了如图(a)所示电路,所用的实验器材有:待测电源,量程3 V的电压表V (内阻无穷大),电阻箱R,阻值未知的定值电阻R0,开关K1,双掷开关K2,实验步骤如下:

①调节电阻箱的阻值为20 ΩK2a,闭合K1,记下电压表的读数为2.00 V,断开K1

②保持电阻箱的阻值不变,K2切接b,闭合K1,记下图b所示电压表的读数,断开K1

③将K2再切换到a,闭合K1,多次调节电阻箱,读出多组电组箱的阻值R和对应的电压表的示数U,断开K1

④以为纵坐标, 为横坐标,绘出的图线(用直线拟合).

回答下列问题:

⑴图(b)所示电压表的读数为________V,定值电阻R0 =________Ω

⑵用表示电动势和内阻,则关系式为______________

⑶依据实验数据绘出的图线如(c)图所示;则电源电动势=_______V,内阻=_______Ω .计算结果保留两位有效数字

 

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为了测量两个质量不等的沙袋的质量,由于没有直接测量工具,某实验小组应用下列器材测量:轻质定滑轮(质量和摩擦可以忽略)、砝码一套(总质量m=05kg)、细线、米尺、秒表,根据已学过的物理知识,改变实验条件进行多次测量,选择合适的变量得到线性关系,作出图象并根据图象的斜率和截距求出沙袋的质量.操作如下:

(1)实验装置如图,设左右两边沙袋的质量分别为m1m2

(2)m中取出质量为的砝码放在左边的沙袋中,剩余砝码都放在右边沙袋中,发现m1下降、m2上升;

(3)用米尺测出沙袋m1从静止下降的距离h,用秒表测出沙袋m1下降h1的时间t,则可知沙袋的加速度大小为a=______________

(4)改变,测量相应的加速度a,得到多组a的数据,作出______(”)图线;

(5)若求得图线的斜率k=4m/kg·s2,截距b=2m/s2(g=10m/s2)则沙袋的质量m1=______Kgm2=_________kg

 

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