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如图为质谱仪的原理示意图,电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差...

如图为质谱仪的原理示意图,电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后进入粒子速度选择器,选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的场强为E、方向水平向右.已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器,G点垂直MN进入偏转磁场,该偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场.带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片的H.可测量出G、H间的距离为L.带电粒子的重力可忽略不计.

(1).粒子从加速电场射出时速度v的大小.

(2).粒子速度选择器中匀强磁场的磁感强度B1的大小和方向.

(3).偏转磁场的磁感强度B2的大小.

 

(1) ; (2) ; (3); 【解析】 (1)由动能定理得 qU=① 解得: (2)由洛伦兹力与电场力大小相等得到: qvB1=Eq ② 由①②联立得到: 由左手定则得磁场方向垂直纸面向外. (3)粒子在磁场中运动是洛伦兹力通过向心力得到: ③ ④ 由①③④联立解得:  
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质量为m、电荷量为q的带负电粒子自静止开始释放,经MN板间的电场加速后,从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中,该粒子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L,如图所示.已知MN两板间的电压为U,粒子的重力不计.求:匀强磁场的磁感应强度B.

 

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如图,一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中;磁场的磁感应强度大小为0.1T,方向垂直于纸面向里;弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘,金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连,电路总电阻为.已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm;闭合开关,系统重新平衡后,两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm,重力加速度大小取10m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量.

 

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如图所示,已知电源电动势E=5 V,内阻r=2 Ω,定值电阻R1=0.5 Ω,滑动变阻器R2的阻值范围为010 Ω。求:

1)当滑动变阻器R2接入电路的阻值为多大时,电阻R1消耗的功率最大,最大功率是多少。

2)当滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率是多少。

3)当滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,电源的输出功率最大,最大功率是多少。

 

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为测量一未知电源的电动势和内阻,某同学设计了如图甲所示电路,电路中所用到的器材规格如下

待测电源:电动势约为5V,内阻约为几十欧姆

定值电阻:R0=10Ω

定值电阻R1:有两种规格可供选择,阻值分别为1kΩ3kΩ

电阻箱R2:0~9999Ω

电压表:量程0~3V,内阻RV=3kΩ

开关、导线若干

(1)为了减小测量误差,定值电阻R1应该选用的规格为________________

(2)根据电路图连接电路,闭合开关后,将电阻箱的阻值由零开始逐渐调大,记录下若干组电阻箱R2和电压表的读数;

(3)该同学将得到的数据在坐标系中描点连线,得到如图乙所示直线,直线与纵轴的截距为b=0.4,斜率k=8.0,则可求得电动势E=___________V,内阻r=___________Ω.(结果均保留2位有效数字)

 

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测小灯泡的伏安特性曲线的实验中,有以下器材:

A、小灯泡(2.5V0.3A)    

B、电源(E=3V,内阻不计)

C、电流表量程0—0.6A—3A,内阻约为20Ω

D、电压表量程0—3—12V,内阻约为3kΩ

E、滑动变阻器,R10—10Ω,额定电流2A

则电流表该选量程______________,电压表该选量程_______________

在方框中画出实验电路图______

 

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