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如图所示,水平虚线ab和cd在同一竖直平面内,间距为L,中间存在着方向向右与虚线...

如图所示,水平虚线abcd在同一竖直平面内,间距为L,中间存在着方向向右与虚线平行的匀强电场,虚线cd的下侧存在一圆形磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,圆形磁场与虚线cd相切于M点。一质量为m、带电量为+q的粒子由电场上边界的S点以速度v0垂直电场方向进人电场,经过一段时间粒子从M点离开电场进人磁场,粒子在磁场中的速度大小为2v0,经偏转后,粒子由虚线cd上的N点垂直于虚线返回匀强电场且刚好再次回到S点。粒子重力忽略不计,求:

1SM两点间的距离;

2)圆形磁场的半径r以及磁感应强度B的大小;

3)带电粒子在整个运动过程中的总时间。

 

(1);(2),;(3)。 【解析】 (1)根据题意作出粒子的运动轨迹如图所示 在电场中,粒子带正电,从S到M过程中做类平抛运动,在竖直方向做匀速直线运动,则有 在M点,沿水平方向的速度 所以粒子的侧位移 则SM两点间的距离 (2)在M处,由速度关系知 解得 粒子在电场中从N返回S过程中的时间为 根据位移时间公式有 且 解得 则 由几何关系知,在中 在中,带电粒子的轨道半径为 粒子在磁场中,根据洛伦兹力提供向心力有 又 解得 由图知,为等边三角形,所以圆形磁场区域的半径 (3)带电粒子在磁场中运动的周期,由几何知识可知,带电粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为,则带电粒子在磁场中运动的时间为 粒子从T点飞出磁场到达N点过程中 则 所以粒子从S点出发到再次返回到S点的时间为  
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考点分析:
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如图所示,水平面上固定一倾角为=37°的斜面体,在其左侧一定距离有一水平桌面,现将一可视为质点的物块A由水平桌面的左端以初速度v0=6m/s向右滑动,滑到右端时与物块B发生弹性碰撞,物块B离开桌面后,经过一段时间,刚好无碰撞地由光滑固定的斜面体顶端C点滑上斜面体已知桌面两端之间的距离为x=4.0mmB=1kg,物块A与水平桌面之间的动摩擦因数为μ=0.25,桌面与斜面体C点的高度差为h=0.45m,重力加速度取g=10m/s2sin 37°=0.6cos 37°=0.8,忽略空气阻力。求:

1)物块A的质量;

2)如果斜面体C点距离水平面的高度为H=4.8m,求从物块A开始运动到物块B到达D点的总时间。

 

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在实验室测量两个直流电源的电动势和内阻。电源甲的电动势大约为4.5V,内阻大约为1.5Ω;电源乙的电动势大约为1.5V,内阻大约为。由于实验室条件有限,除了导线、开关外,实验室还能提供如下器材:

A.量程为0~3V的电压表V             B.量程为0~0.6 A的电流表A1

C.量程为0~3 A的电流表A2            D.阻值为4.0Ω的定值电阻R1

E.阻值为100Ω的定值电阻R2           F.最大阻值为10Ω的滑动变阻器R3

G.最大阻值为100Ω的滑动变阻器R4

1)选择电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器等器材,采用图甲所示电路测量电源甲的电动势和内阻

①定值电阻应该选择____(“D”“E”);电流、表应该选择____(“B”“C”);滑动变阻器应该选择____(“F"“G").

②分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标,计算机拟合得到如图乙所示U-I图象,UI的单位分别为VA,拟合公式为U=-5.8I+4.6,则电源甲的电动势E=____V,内阻r=_______Ω(保留两位有效数字)

③在测量电源甲的电动势和内阻的实验中,产生系统误差的主要原因是__________

A.电压表的分流作用   B.电压表的分压作用

C.电流表的分压作用   D.电流表的分流作用

E.定值电阻的分压作用

2)为了简便快捷地测量电源乙的电动势和内阻,选择电压表、定值电阻等器材,采用图丙所示电路。

①定值电阻应该选择____(“D”“E”)

②实验中,首先将K1断开,K2闭合,电压表示数为1.49V,然后将K1K2均闭合,电压表示数为1.18V,则电源乙电动势E=______V,内阻r=_______Ω(小数点后保留两位小数)

 

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某同学用如图甲所示装置测当地的重力加速度,光电门AB与光电计时器相连,可记录小球经过光电门A和光电门B所用的时间

1)实验前用游标卡尺测量小球的直径,示数如图乙所示,则小球的直径d=_____mm

2)让小球紧靠固定挡板,由静止释放,光电计时器记录小球经过光电门A和光电门B所用的时间t1t2,测出两光电门间的高度差h,则测得的重力加速度g=_____(用测得的物理量的符号表示)

3)将光电计时器记录小球通过光电门的时间改为记录小球从光电门A运动到光电门B所用的时间,保持光电门B的位置不变,多次改变光电门A的位置,每次均让小球从紧靠固定挡板由静止释放,记录每次两光电间的高度差h及小球从光电门A运动到光电门B所用的时间t,作出图象如图丙所示,若图象斜率的绝对值为k,则图象与纵轴的截距意义为____,当地的重力加速度为____

 

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如图甲所示,质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直放置在光滑水平导轨上,导轨由两根足够长、间距为d的平行金属杆组成,其电阻不计,在导轨左端接有阻值R的电阻,金属棒与导轨接触良好,整个装置位于磁感应强度为B的匀强磁场中。从某时刻开始,导体棒在水平外力F的作用下向右运动(导体棒始终与导轨垂直),水平外力随着金属棒位移变化的规律如图乙所示,当金属棒向右运动位移x时金属棒恰好匀速运动。则下列说法正确的是( 

A.导体棒ab匀速运动的速度为

B.从金属棒开始运动到恰好匀速运动,电阻R上通过的电量为

C.从金属棒开始运动到恰好匀速运动,电阻R上产生的焦耳热

D.从金属棒开始运动到恰好匀速运动,金属棒克服安培力做功

 

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如图所示,绝缘底座上固定一电荷量为+q的小球A,在其上方l处固定着一个光滑的定滑轮O,绝缘轻质弹性绳一端系在O点正上方处的D点,另一端与质量为m的带电小球B连接。小球B平衡时OB长为l,且与竖直方向夹角为60°。由于小球B缓慢漏电,一段时间后,当滑轮下方的弹性绳与竖直方向夹角为30°时,小球B恰好在AB连线的中点C位置平衡。已知弹性绳的伸长始终处于弹性限度内,静电力常量为k,重力加速度为g,下列说法正确的是( 

A.小球B带负电

B.弹性绳原长为

C.小球BC位置时所带电荷量为

D.小球B在初始平衡位置时所带电荷量为

 

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