中国著名物理学家、中国科学院院士何泽慧教授曾在1945年首次通过实验观察到正、负电子的弹性碰撞过程.有人设想利用电场、磁场控制正、负电子在云室中运动来再现这一过程.实验设计原理如下:在如图所示的xOy平面内,A、C二小孔距原点的距离均为L,每隔一定的时间源源不断地分别从A孔射入正电子,C孔射入负电子,初速度均为v0,方向垂直x轴,正、负电子的质量均为m,电荷量分别为e和-e(忽略电子之间的相互作用及电子重力).在y轴的左侧区域加一水平向右的匀强电场,在y轴的右侧区域加一垂直纸面的匀强磁场(图中未画出),要使正、负电子在y轴上的P(0,L)处相碰.求:
(1)磁感应强度B的大小和方向;
(2)在P点相碰的正、负电子射入小孔的时间差;
(3)由A孔射入电场的正电子,有部分在运动过程中没有与负电子相碰,最终打在x正半轴上D点,求OD间距离.
如图所示,空间分布着水平方向的匀强磁场,磁场区域的水平宽度d=0.4 m,竖直方向足够长,磁感应强度B=0.5T.正方形导线框PQMN边长L=0.4m,质量m=0.2kg,电阻R=0.1Ω,开始时放在光滑绝缘水平板上I位置,现用一水平向右的恒力F=0.8N拉线框,使其向右穿过磁场区,最后到达II位置(MN边恰好出磁场).设线框平面在运动中始终保持在竖直平面内,PQ边刚进入磁场后线框恰好做匀速运动,g取10m/s2.求:
(1)线框进入磁场前运动的距离D;
(2)上述整个过程中线框内产生的焦耳热;
(3)线框进入磁场过程中通过的电量.
如图,水平放置的光滑的金属导轨M、N,平行地置于匀强磁场中,间距为d,磁场的磁感强度大小为B,方向与导轨平面夹为α,金属棒ab的质量为m,放在导轨上且与导轨垂直。电源电动势为E,定值电阻为R,其余部分电阻不计。当电键K闭合的瞬间,求棒ab的加速度为多大。
测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U-I图像如下:
(1)闭合开关前为防止电表过载滑动变阻器的滑动头P应放在_____处
(2)现备有以下器材:
A.干电池1个
B.滑动变阻器(0~50Ω)
C.滑动变阻器(0~1750Ω)
D.电压表(0~3V)
E.电压表(0~15V)
F.电流表(0~0.6A)
G.电流表(0~3A)
其中滑动变阻器应选_____,电流表应选____,电压表应选_____.(填字母代号)
(3)由U-I图像.由此可知这个干电池的电动势E=_______V,内电阻r=______Ω.
(4)由于电压表的分流作用使本实验电路存在系统误差,导致E测___ E真,,r测____r真(填“>”“<”或“=”)
用如图甲所示的装置可验证机械能守恒定律。装置的主体是一个有刻度尺的立柱,其上装有可移动的铁夹A和光电门B.
主要实验步骤如下:
①用游标卡尺测量小球的直径d,如图乙所示;
②用细线将小球悬挂于铁架台上,小球处于静止状态;
③移动光电门B使之正对小球,固定光电门;
④在铁夹A上固定一指针(可记录小球释放点的位置);
⑤把小球拉到偏离竖直方向一定的角度后由静止释放,读出小球释放点到最低点的高度差h和小球通过光电门的时间t;
⑥改变小球释放点的位置,重复步骤④⑤。
回答下列问题:
(1)由图乙可知,小球的直径d=____________cm;
(2)测得小球摆动过程中的最大速度为____________(用所测物理量的字母表示);
(3)以t2为纵轴,以____________(填“h”或“1/h”)为横轴,若得到一条过原点的、且斜率大小k=_________(用所测物理量的字母和重力加速度g表示)的倾斜直线,即可验证小球在摆动过程中机械能守恒.
如图所示,一个质量为m、电荷量为q的带正电圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中。现使圆环以初速度水平向右运动,在以后的运动中,圆环克服摩擦力所做的功可能为(重力加速度为g)( )
A.0 B.
C. D.