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如图所示,离子源A产生的初速度为零、带电荷量为e、质量不同的正离子被电压为U1的...

如图所示,离子源A产生的初速度为零、带电荷量为e、质量不同的正离子被电压为U1的加速电场加速后进入一电容器中,电容器两极板之间的距离为d,电容器中存在磁感应强度大小为B的匀强磁场和匀强电场。正离子能沿直线穿过电容器,垂直于边界MN进入磁感应强度大小也为B的扇形匀强磁场中,∠MNQ90°(不计离子的重力)求:

1求质量为m的离子进入电容器时,电容器两极板间的电压U2

2求质量为m的离子在磁场中做圆周运动的半径;

3若质量为4m的离子垂直打在NQ的中点S1处,质量为16m的离子打在S2处。求S1S2之间的距离以及能打在NQ上正离子的质量范围。

 

(1)Bd (2) (3) m≤mx≤25m 【解析】(1)设离子经加速电场后获得的速度为v1,应用动能定理有U1e=mv12 离子进入电容器后沿直线运动,有=Bev1 得U2=Bd (2)离子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,Bev1=m 得离子的运动半径R= (3)根据(2)中R=,质量为4m的离子在磁场中运动打在S1处,运动半径为 R1= 质量为16m的离子在磁场中运动打在S2处,运动半径为R2= 又ON=R2-R1 由几何关系可知S1和S2之间的距离ΔS=-R1 联立解得ΔS=2(-1) 由R′2=(2R1)2+(R′-R1)2 解得R′=R1 再根据R1≤Rx≤R1 解得m≤mx≤25m  
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考点分析:
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如图所示,在坐标系xOy的第一象限内斜线OC的上方存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,第四象限内存在磁感应强度大小未知、方向垂直纸面向里的匀强磁场,第三象限内存在沿y轴负方向的匀强电场,在x轴负半轴上有一接收屏GDGD2ODd,现有一带电粒子(不计重力)y轴上的A点,以初速度v0水平向右垂直射入匀强磁场,恰好垂直OC射出,并从x轴上的P(未画出)进入第四象限内的匀强磁场,粒子经磁场偏转后又垂直y轴进入匀强电场并被接收屏接收,已知OCx轴的夹角为37°OAd,求:

(1)粒子的电性及比荷q/m

(2)第四象限内匀强磁场的磁感应强度B的大小;

(3)第三象限内匀强电场的电场强度E的大小范围。

 

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如图所示,MNPQ为足够长的平行金属导轨,间距L0.50 m,导轨平面与水平面间夹角θ37°NQ间连接一个电阻R5.0 Ω,匀强磁场垂直于导轨平面向上,磁感应强度B1.0 T。将一根质量为m0.050 kg的金属棒放在导轨的ab位置,金属棒及导轨的电阻不计。现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直,且与导轨接触良好。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ0.50,当金属棒滑行至cd处时,其速度大小开始保持不变,位置cdab之间的距离s2.0 m。已知g10 m/s2sin 37°0.60cos 37°0.80。求:

(1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小;

(2)金属棒到达cd处的速度大小;

(3)金属棒由位置ab运动到cd的过程中,电阻R产生的热量。

 

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利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。

1应该选择的实验电路是图中的________(选填”)

2某位同学记录的6组数据如下表所示,其中5组数据的对应点已经标在图中的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出UI图线________

序号

1

2

3

4

5

6

电压U/V

1.45

1.40

1.30

1.25

1.20

1.10

电流I/A

0.060

0.120

0.240

0.260

0.360

0.480

 

 

 

 

 

3根据2中所画图线可得出干电池的电动势E________V,内电阻r________Ω

4实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化。下图的各示意图中正确反映PU关系的是________

 

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某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下:

1游标卡尺测量其长度如图甲所示,可知其长度为________mm

2用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,可知其直径为________mm

3选用多用电表的电阻“×1”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图所示,则该电阻的阻值约为________Ω

4为更精确地测量其电阻,可供选择的器材如下:

电流表A1(量程600 mA,内阻约为2 Ω);    电流表A2(量程150 mA,内阻约为10 Ω)

电压表V1(量程1 V,内阻r1 000 Ω);     电压表V2(量程15 V,内阻约为3 000 Ω)

定值电阻R03 000 Ω;                   滑动变阻器R1(最大阻值为5 Ω)

滑动变阻器R2(最大阻值为1 000 Ω);       电源E(电动势约为4 V,内阻r约为1 Ω)

开关,导线若干。

为了使测量尽量准确,且测量范围尽可能大,电压表应选____,电流表应选____,滑动变阻器应选____(均填器材代号)

根据你选择的器材,请在线框内画出实验电路图________

 

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回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用,其原理如图所示.D1D2是两个中空的半圆形金属盒,置于与盒面垂直的匀强磁场中,它们接在电压为U、周期为T的交流电源上.位于D1的圆心处的质子源A能不断产生质子(初速度可以忽略),它们在两盒之间被电场加速.当质子被加速到最大动能Ek后,再将它们引出.忽略质子在电场中的运动时间,则下列说法中正确的是(  )

A. 若只增大交变电压U,则质子的最大动能Ek会变大

B. 若只增大交变电压U,则质子在回旋加速器中运行的时间会变短

C. 若只将交变电压的周期变为2T,仍可用此装置加速质子

D. 质子第n次被加速前、后的轨道半径之比为

 

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