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如图所示,在xoy直角坐标平面内的区域有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0...

如图所示,在xoy直角坐标平面内的区域有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0. 32T, 0≤x<2. 56m的区域有沿一x方向的匀强电场.在x轴上坐标为S点有一粒子源,它一次能沿纸面同时向磁场内每个方向各发射一个比荷;速率的带正电粒子.若粒子源只发射一次,其中只有一个粒子Z刚能到达电场的右边界,不计粒子的重力和粒子间的相互作用.求:

(1)电场强度的大小EZ粒子从S点发射时的速度方向与磁场左边界的夹角

(2)Z粒子第一次刚进入电场时,还未离开过磁场的粒 子占粒子总数的比例

 

(1)E=1.0×104N/C;;(2) 【解析】 (1)根据题意可知,粒子是垂直电场左边界进入电场的,画出运动轨迹,根据带电粒子在磁场中的圆周运动公式和几何关系,结合在电场中的动能定理联立即可求出; (2)Z粒子第一次刚进入电场时,由洛伦兹力提供向心力得出半径,然后画出运动的轨迹,结合运动的时间与运动轨迹长度的关系,即可得出与Z粒子同时进入电场的另一处位置,然后区分电场内的粒子的范围与磁场内的粒子的范围,即可得出结论。 【解析】 (1)由题意可知Z粒子是垂直电场左边界进入电场的,作出Z粒子在磁场中的运动轨迹如图(a)所示,O1为轨迹圆圆心。分别用dB和dE表示电场和磁场区域的宽度。 对Z粒子在电场中运动,由动能定理有: ① 代入数据解得: Z粒子在磁场中作圆周运动,设轨迹圆半径为r, 由圆周运动的规律有:② 由几何知识可知:在△SOO1中满足: ③ 由②③并代入数据可得: (2)作Z粒子在磁场中圆弧轨迹对应的弦SN如图(b)所示,由几何知识得:△SNO1为等边三角形,,弦切角 ④ 由题意可知:在磁场中圆弧轨迹对应的弦长大于r的粒子,满足Z粒子第一次刚要进入电场时未离开过磁场。 作出另两个圆弧轨迹对应的弦长等于SN的粒子轨迹,交磁场左右边界分别为P、O1,粒子在S点的速度分别为v1和v2。 由图可知发射方向在v1和v2之间的粒子轨迹弦长大于r,对应的发射方向分布的角度范围为: ⑤ 由图可知Z粒子的发射速度与磁场左边界所夹角度范围内发射的粒子轨迹弦长也大于r所以有: ⑥ 解得:  
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如图甲所示,光滑平行金属导轨水平放置,间距为1m,其间有竖直向上的匀强磁场,两相同的导体棒垂直导轨放置,导体棒质量均为0.5kg,电阻均为4,导体棒与导轨接触良好.锁定CD棒,在AB棒上加一水平向右的拉力,使AB棒从静止开始做匀加速直线运动,拉力随时间的变化规律如图乙所示,运动9m后撤去拉力,导轨足够长且电阻不计,求:

(1)AB棒匀加速运动的加速度及磁场的磁感应强度大小;

(2)撤去拉力后AB棒运动的最大距离;

(3)若撤去拉力的同时解除对CD棒的锁定,之后CD棒产生的焦耳热.

 

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如图所示,固定在水平地面上的光滑轨道由半径为R的四分之一圆弧轨道 AB和足够长的水平轨道BD组成,ABBD相切于B点,水平轨道的右端与一倾角 45°的斜面体底端接触。一个带正电、可视为质点的小球a从圆弧轨道上A点由静 止开始下滑,当小球a运动到B点后,将另一个带正电、可视为质点的小球b由静止 放在小球a的正前方C点处。己知小球ab的质量均为mA点与圆心O的连线与 水平方向成角,求:

1)小球a刚到达圆弧轨道最低点B时,小球对轨道的压力;

2)若b球刚放入时两小球间的电势能为0时,两小球间的最大电势能Ep

3)小球b最终从D点离开,恰好垂直打在斜面体上,小球bD点运动到斜面的时间t

 

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某同学用多用电表的欧姆档来测量电压表的内阻,如图甲所示.先将选择开关旋至倍率“×100”档,红、黑表笔短接调零后进行测量,红表笔应接电压表的     接线柱(选填“+”“﹣”),测量结果如图乙所示,电压表的电阻为     Ω

该同学要测量一节干电池的电动势和内阻,有以下器材可供选择:

A.电流表   (00.6A3A

B.电压表   (03V

C.滑动变阻器R   015Ω5A

D.滑动变阻器R′   050Ω1A

E.定值电阻R0

F.开关S及导线   若干

本次实验的原理图如图丙,则滑动变阻器应选     (填器材前的字母序号).

按照原理图连接好线路后进行测量,测得数据如下表所示.

待测量
 

1
 

2
 

3
 

4
 

5
 

I/A
 

0.11
 

0.20
 

0.30
 

0.40
 

0.50
 

U/V
 

1.37
 

1.35
 

1.33
 

1.32
 

1.29
 

 

由上表数据可看出,电压表示数变化不明显,试分析引起情况的原因是     .现将上述器材的连线略加改动就可使电压表的示数变化更明显,请在图丁中按改动后的原理图完成连线.

 

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某同学用图示的实验装置探究加速度与力的关系。他在气垫导轨旁安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,力传感器可直接测出绳中拉力大小,传感器下方悬挂钩码。改变钩码数量,每次都从A处由静止释放滑块。已知滑块(含遮光条)总质量为M,导轨上遮光条位置到光电门位置的距离为L。请回答下面相关问题。

(1)如图,实验时用游标卡尺测得遮光条的宽度为___  。某次实验中,由数字毫秒计记录遮光条通过光电门的时间为t,由力传感器记录对应的细线拉力大小为F,则滑块运动的加速度大小应表示为____(用题干已知物理量和测得物理量字母表示)。

(2)下列实验要求中不必要的是_________

A.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量

B.应使遮光条位置与光电门间的距离适当大些

C.应将气垫导轨调节至水平

D.应使细线与气垫导轨平行

 

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在倾角为θ的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块AB,它们的质量分别为m1m2,弹簧劲度系数为kC为一固定挡板,系统处于静止状态.现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动,当物块B刚要离开挡板C时,物块A运动的距离为d,速度为v. 则此时

A.B的质量满足m2gsin θkd

B.A的加速度为

C.拉力做功的瞬时功率为Fvsin θ

D.此过程中,弹簧弹性势能的增加量为Fdm1gdsinθm1v2

 

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