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如图所示,在真空室中平面直角坐标系的y轴竖直向上,x轴上的P点与Q点关于坐标原点...

如图所示,在真空室中平面直角坐标系的y轴竖直向上,x轴上的P点与Q点关于坐标原点O对称,PQ间的距离d=30cm。坐标系所在空间存在一个垂直于xOy平面的圆形有界匀强磁场,一带电粒子在xOy平面内,从P点与x轴成30°的夹角射出,该粒子将做匀速直线运动,已知带电粒子以速度v=2.0m/s射出,质量m=1.0×10-27kg,所带电荷量q=1.0×10-19C,使带电粒子通过Q点,且其运动轨迹关于y轴对称。已知磁场的磁感应强度大小为B=2.0×10-7T(不计带电粒子重力)求:

1)油滴在磁场中运动的时间t

2)圆形磁场区域的最小面积S

 

(1);(2) 【解析】 (1)设其做匀速圆周运动的半径为R,运动周期为T,油滴在磁场中的运动时间为t,根据牛顿第二定律: 得: 周期: 设带电粒子从M点进入磁场,从N点射出磁场,由于粒子的运动轨迹关于y轴对称,如图所示: 根据几何关系可知=60°,所以,带电油滴在磁场中运动的时间: ; (2)连接MN,当MN为圆形磁场的半径时,圆形磁场面积最小,如图所示: 根据几何关系圆形磁场的半径为: 其面积:  
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质谱仪原理如图所示,a为粒子加速器,电压为U1b为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1,板间距离为dc为偏转分离器,磁感应强度为B2.今有一质量为m、电荷量为e的正粒子(不计重力),经加速后,该粒子恰能通过速度选择器,粒子进入分离器后做匀速圆周运动.求:

(1)粒子的速度v为多少?

(2)速度选择器的电压U2为多少?

(3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大?

 

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如图所示,afebcd为两条平行的金属导轨,导轨间距L0.5m.ed间连入一电源E3V,内阻r=0.5Ωab间放置一根长为l0.5m的金属杆与导轨接触良好,cf水平且abcf为矩形.空间中存在一竖直方向的磁场,当调节斜面abcf的倾角θ时,发现当且仅当θ30°90°之间时,金属杆可以在导轨上处于静止平衡.已知金属杆质量为0.1kg,金属杆的电阻R,导轨及导线的电阻可忽略,金属杆和导轨间最大静摩擦力为弹力的.重力加速度g10m/s2,试求金属杆受到的安培力和磁场的磁感应强度。

 

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如图所示,把质量为0.5g的带电小球A用丝线吊起,若将带电量为2×10-8C的小球B靠近它,当两小球在同一高度时且相距3cm,丝线与竖直方向夹角为45,求小球B受到的库仑力大小F和小球A带的电量qA.(g10 m/s2k9.0×109 Nm2/C2

 

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测定金属的电阻率的实验中,提供两节内阻较小的干电池,待测金属丝阻值约为30Ω.使用的电压表有3V(内阻约为300kΩ)和15V(内阻约为5kΩ)两个量程,电流表有0.6A(内阻约为0.1Ω)和3A(内阻约为0.02Ω)两个量程,滑动变阻器有A020Ω)、B01500Ω)两种.用螺旋测微器测金属丝的直径如图甲所示,则:

(1)螺旋测微器的示数是____________mm

(2)为减小电阻的测量误差,应选用乙图所示的________电路.(填“a”“b”

(3)若已测得该金属丝长度为L,直径为D,电压表示数为U,电流表示数为I,则该金属丝的电阻率用以上字母表示为ρ=_____________

 

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课外活动小组的同学用多用电表粗测电阻的阻值,完成操作过程中的某些步骤留下的填空:

(1)将红、黑表笔分别插入多用电表的+”“-”插孔;选择开关旋至电阻挡“×10”;

(2)将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮使欧姆表指针指零;

(3)把红、黑表笔分别与电阻的两端相接,如图所示此时多用电表的示数为________Ω.

(4)指针偏角过大,要将指针调到表盘中央,选择开关应旋至“×______

(5)将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮使欧姆表指针指零;

(6)把红、黑表笔分别与电阻的两端相接,读出多用电表示数为19 Ω;

(7)将选择开关旋至OFF挡,取出红、黑表笔.

(8)若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小、内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述Rx,其测量结果与原结果相比将________(选填偏大”、“ 偏小不变”).

 

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