带电粒子的电荷量与质量之比()叫做比荷。比荷的测定对研究带电粒子的组成和结构具有重大意义。利用质谱仪可以测量带电粒子的比荷。如图所示为一种质谱仪的原理示意图。某带电粒子从容器A下方的小孔飘入加速电场(其初速度可视为零),之后自O点沿着与磁场边界垂直的方向进入匀强磁场中,最后打到照相底片上的P点。忽略重力的影响。当加速电场的电势差为U,匀强磁场的磁感应强度为B时,O点与P点间的距离为L。
(1)请你说该带电粒子带正电还是带负电。
(2)求该带电粒子的比荷。
实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。
(1)实验室有如下器材可供选用:
A.长约1 m的细线
B.长约1 m的橡皮绳
C.直径约2 cm的铁球
D.直径约2 cm的塑料球
E.米尺
F.时钟
G.停表
实验时需要从上述器材中选择:____________(填写器材前面的字母)。
(2)在挑选合适的器材制成单摆后他们开始实验,操作步骤如下:
①将单摆上端固定在铁架台上。
②测得摆线长度,作为单摆的摆长。
③在偏角较小的位置将小球由静止释放。
④记录小球完成n次全振动所用的总时间t,得到单摆振动周期。
⑤根据单摆周期公式计算重力加速度的大小。
其中有一处操作不妥当的是____________。(填写操作步骤前面的序号)
(3)发现(2)中操作步骤的不妥之处后,他们做了如下改进:让单摆在不同摆线长度的情况下做简谐运动,测量其中两次实验时摆线的长度l1、l2和对应的周期T1、T2,通过计算也能得到重力加速度大小的测量值。请你写出该测量值的表达式g=_____________。
(4)实验后同学们进行了反思。他们发现由单摆周期公式可知周期与摆角无关,而实验中却要求摆角较小。请你简要说明其中的原因_____________。
做“测量金属丝的电阻率”实验。
(1)用螺旋测微器测量金属丝直径,示数如图甲所示,则金属丝直径的测量值d=_______mm。
(2)在设计测量金属丝电阻Rx的实验电路时需要思考两个问题:
①如何选择电流表的接法?
如图乙所示,某同学采用试触的方法,让电压表的一端接在A点,另一端先后接到B点和C点。他发现电压表示数有明显变化,而电流表示数没有明显变化。据此应该选择电流表_______(填写“内接”或“外接”)的电路。
②如何选择滑动变阻器的接法?
已知待测金属丝的电阻约为20Ω,实验室提供的滑动变阻器的最大阻值为5Ω,电源电动势为3V,需要选择滑动变阻器的_____________(填写“分压式”或“限流式”) 接法。
(3)图丙是测量金属丝电阻的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的最左端。请根据(2)中选择的电路,完成实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表和电流表均处于安全状态____________。
(4)请你写出金属丝电阻率的计算式____________(用待测金属丝电阻的测量值Rx、直径的测量值d、长度的测量值L表示)。
如图甲所示,空间存在方向垂直纸面的匀强磁场,虚线MN为其边界。一个用细金属丝绕成的半径为r的圆环固定在纸面内,圆心O在MN上。已知细金属丝的电阻率为ρ、横截面积为S。磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示,t=0时磁感应强度的方向如图甲中所示。则在0到t1时间间隔内
A.圆环中的感应电流大小为
B.圆环中产生的焦耳热为
C.圆环所受安培力的方向始终不变
D.圆环中感应电流始终沿逆时针方向
如图所示,竖直放置的一对平行金属板间有加速电场,电势差为U1,水平放置的一对平行金属板间有偏转电场,电势差为U2。一带电粒子由静止开始经加速电场后进入偏转电场,且从偏转电场射出。粒子重力忽略不计。现保持其他条件不变,只增大U1,仍使该种粒子由静止开始进入加速电场。与U1变化前相比,带电粒子
A.在偏转电场中,动能增加量一定增大
B.在偏转电场中,动能增加量可能不变
C.射出偏转电场时的动能一定增大
D.射出偏转电场时的动能可能不变
如图所示,两根垂直纸面的直导线a、b通有大小相同的电流,两导线旁有一点P,P点到a、b距离相等。若使P点的磁场方向向右,则
A.a中电流方向向外,b中电流方向向里
B.a中电流方向向外,b中电流方向向外
C.a中电流方向向里,b中电流方向向里
D.a中电流方向向里,b中电流方向向外