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如图甲所示装置由加速电场、偏转电场和偏转磁场组成,偏转电场处在相距为d的两块水平...

如图甲所示装置由加速电场、偏转电场和偏转磁场组成,偏转电场处在相距为d的两块水平放置的平行导体板之间,匀强磁场水平宽度为l,竖直宽度足够大.大量电子(重力不计)由静止开始,经加速电场加速后,连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场.已知电子的质量为m、电荷量为e,加速电场的电压为U1.当偏转电场不加电压时,这些电子通过两板之间的时间为T;当偏转电场加上如图乙所示的周期为T、大小恒为U0的电压时,所有电子均能通过电场,穿过磁场后打在竖直放置的荧光屏上.

(1)求水平导体板的板长l0

(2)求电子离开偏转电场时的最大侧向位移ym

(3)要使电子打在荧光屏上的速度方向斜向右下方,求磁感应强度B的取值范围.

 

(1);(2);(3) 【解析】 (1)应用动能定理求得电子经加速获得的速度,电子进入偏转电场后水平方向做匀速直线运动,可求板长;(2)电子在时进入电场,电子在偏转电场中半个周期的时间内做类平抛运动,偏转最小;电子在时进入电场,偏转最大且是最小偏转的3倍;(3)电子打在荧光屏上的速度方向斜向右下方的临界是电子垂直打在荧光屏上和电子轨迹与屏相切,据临界时的半径可求出对应的临界磁感应强度。 (1)电子在电场中加速,由动能定理得,则 水平导体板的板长 (2)若电子在时进入电场,电子在偏转电场中半个周期的时间内做类平抛运动 半个周期的侧向位移 电子离开偏转电场时的最大侧向位移 (3)电子离开偏转电场时速度方向与水平方向夹角为θ ,则 电子进入磁场做匀速圆周运动,有,其中 垂直打在荧光屏上时圆周运动半径为R1,,此时B有最小值 轨迹与屏相切时圆周运动半径为R2,,此时B有最大值 联立解得,,故
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考点分析:
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如图所示,长木板B质量为m2=1.0 kg,静止在粗糙的水平地面上,长木板左侧区域光滑.质量为m3=1.0 kg、可视为质点的物块C放在长木板的最右端.质量m1=0.5 kg的物块A,以速度v0=9 m/s与长木板发生正碰(时间极短),之后B、C发生相对运动.已知物块C与长木板间的动摩擦因数μ1=0.1,长木板与地面间的动摩擦因数为μ2=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个过程物块C始终在长木板上,g10 m/s2

(1)若A、B相撞后粘在一起,求碰撞过程损失的机械能.

(2)若A、B发生弹性碰撞,求整个过程物块C相对长木板的位移.

 

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如图所示,abcd为间距l的光滑倾斜金属导轨,与水平面的夹角为,导轨电阻不计,ac间接有阻值为R的电阻,空间存在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场。将一根阻值为r、长度为l的金属棒从轨道顶端由静止释放,金属棒沿导轨向下运动的过程中始终与导轨接触良好。已知当金属棒向下滑行距离x到达MN处时已经达到稳定速度,重力加速度为g。(金属棒的质量为m)求:

(1)金属棒下滑到MN的过程中通过电阻R的电荷量;   

(2)金属棒的稳定速度的大小。

 

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一辆汽车以某一速度在一平直的公路上匀速行驶。行驶过程中,司机突然发现前方100m处有一障碍物,立即刹车,刹车过程简化为匀减速直线运动。已知从开始刹车起,第1s内汽车位移为24m,第4s内汽车位移为lm,求:汽车刹车过程的加速度以及匀速行驶时的速度。

 

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要测定一卷阻值约为20Ω的金属漆包线的长度(两端绝缘漆层已去除),实验室提供有下列器材:

A.电流表A:量程①00.6A,内阻约为;量程②03 A,内阻约为0.2Ω

B.电压表V:量程③03V,内阻约为2kΩ;量程④015V,内阻约为10kΩ

C.学生电源E:电动势为30V,内阻r可以忽略

D.滑动变阻器R1:阻值范围0~ 20Ω,额定电流2A

E.滑动变阻器R2:阻值范围0~500Ω,额定电流0.5A

F.开关S及导线若干

(1)使用螺旋测微器测量漆包线直径时示数如图甲所示,则漆包线的直径为d=__________mm

(2)为了调节方便,并能较准确地测出该漆包线的电阻,电流表应选择量程__________(选填量程序号),电压表应选择量程__________(选填量程序号),滑动变阻器应选择__________(选填R1R2)。请设计合理的实验电路,将电路图完整地补画在方框中__________

(3)根据正确的电路图进行测量,某次实验中电压表与电流表的示数如图乙所示,可求出这卷漆包线的电阻为__________Ω(结果保留三位有效数字)

(4)已知这种漆包线金属丝的直径为d,材料的电阻率为ρ,忽略漆包线的绝缘漆层的厚度,则这卷漆包线的长度L=__________(用UIdρ表示)。

 

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如图所示,气垫导轨上滑块的质量为M,钩码的质量为m,遮光条宽度为d,两光电门间的距离为L,气源开通后滑块在牵引力的作用下先后通过两个光电门的时间为t1t2.当地的重力加速度为g

(1)若光电计时器还记录了滑块从光电门1到光电门2的时间t,用上述装置测量滑块加速度,加速度的表达式为_____(用所给的物理量表示)。

(2)用上述装置探究滑块加速度a与质量M及拉力F的关系时,要用钩码重力代替绳子的拉力,则mM之间的关系应满足关系_____

(3)若两光电门间的距离为L,用上述装置验证系统在运动中的机械能守恒。滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,满足关系式_____时(用所给的物理量表示),滑块和钩码系统机械能守恒。正常情况下,在测量过程中,系统动能的增加量总是_____(填大于”“等于小于”)钩码重力势能的减少量。

 

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