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用磁场可以约束带电离子的轨迹,如图所示,宽d=2cm的有界匀强磁场的横向范围足够...

用磁场可以约束带电离子的轨迹,如图所示,宽d=2cm的有界匀强磁场的横向范围足够大,磁感应强度方向垂直纸面向里,B1T。现有一束带正电的粒子从O点以v2×106 m/s的速度沿纸面垂直边界进入磁场。粒子的电荷量q1.6×1019C,质量m3.2×1027kg。求:

(1)粒子在磁场中运动的轨道半径r和运动时间t是多大?

(2)粒子保持原有速度,又不从磁场上边界射出,则磁感应强度最小为多大?

 

(1)r=4×10-2 m; ;(2)B =2 T 【解析】【试题分析】(1)根据粒子在磁场中,由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动,结合牛顿第二定律与几何关系,即可求解.(2)根据粒子不从磁场上边界出射,其轨迹与上边界相切,画出运动轨迹图,根据半径公式,即可求解. (1)带电粒子进入磁场后做匀速圆周运动,轨迹如图: 则 ① 即: 解得:R=4×10-2 m ② 设粒子在磁场里运动轨迹对应的圆心角为θ,则: ③ 解得: 由 和 ④ 所以带电离子在磁场里的运动时间: ⑤ (2)粒子不从磁场上边界出射,其轨迹与上边界相切,如图: 设最大半径为Rm,磁感应强度最小为Bm,则:Rm=d ⑥ 由 得: ⑦ 解得:Bm=2 T
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考点分析:
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如图所示,在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场,现有一个质量m=2.0×10-3 kg、电荷量q=2.0×10-6 C的带正电的物体(可视为质点),从O点开始以一定的水平初速度向右做直线运动,其位移随时间的变化规律为x=6.0t -10t2,式中x的单位为m,t的单位为s。不计空气阻力,取g=10 m/s2

(1) 求匀强电场的场强大小和方向;

(2) 求带电物体在0~0.5 s内电势能的变化量.

 

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如图所示,水平放置的平行板电容器,与某一电源相连,它的极板长L04 m,两板间距离d4×103m,有一束由相同带电微粒组成的粒子流,以相同的速度v0从两板中央平行极板射入,开关S闭合前,两板不带电,由于重力作用微粒能落到下板的正中央,已知微粒质量为m4×105kg,电量q=+1×108C.(g10 m/s2)问:

1)微粒入射速度v0为多少?

2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场,电容器的上板应与电源的正极还是负极相连?所加的电压U应取什么范围?

 

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某研究性学习小组利用如图所示电路测量某电池的电动势E和内电阻r.由于该电池的内电阻r较小,因此在电路中接入了一阻值为2.0Ω的定值电阻R.

(1)按照实物连线图在虚线框内画出实验电路图:

(2)闭合开关S,调整电阻箱的阻值,读出电压表相应的示数U,并计算出通过电阻箱的电流数值I,为了比较准确地得出实验结论,在坐标纸中画出了如下图所示的U-I图象,由图象可得:

E=        V,r=        Ω.

 

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某实验小组为了测定某一标准圆柱形导体的电阻率。

①首先用多用电表进行了电阻测量,主要实验步骤如下:

A. 把选择开关扳到“×10”的欧姆挡上;

B. 把表笔插入测试插孔中,先把两根表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻刻度的零位上;

C. 把两根表笔分别与圆柱形导体的两端相接,发现这时指针偏转较大;

D. 换用“×100”的欧姆挡进行测量,随即记下欧姆数值;

E. 把表笔从测试笔插孔中拔出后,将选择开关旋至OFF,把多用电表放回原处。

上述实验中有二处操作错误:错误一_____________。错误二:_______________

②分别用游标卡尺和螺旋测微器对圆柱形导体的长度L和直径d进行测量,结果如图1所示,其读数分别是L=__________mmd=_________mm

③为使实验更准确,又采用伏安法进行了电阻测量,2两个电路方案中,应选择图_________

用实验中读取电压表和电流表的示数UI(2)中读取的Ld,计算电阻率的表达式为ρ=________

 

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如图所示,AOB为一边界为圆的匀强磁场,O点为圆心,D点为边界OB的中点,C点为边界上一点,CDAO。现有两个完全相同的带电粒子以相同的速度射入磁场(不计重力及粒子间的相互作用),其中粒子1A点正对圆心射入,恰从B点射出,粒子2C点沿CD射入,从某点离开磁场,则可判断

A. 粒子2BC之间某点射出磁场

B. 粒子2必在B点射出磁场

C. 粒子1与粒子2在磁场中的运行时间之比为3∶2

D. 粒子1与粒子2的速度偏转角度应相同

 

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