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汤姆孙利用磁偏转法测定电子比荷的装置如图所示,真空管内的阴极K发出的电子(不计初...

汤姆孙利用磁偏转法测定电子比荷的装置如图所示,真空管内的阴极K发出的电子(不计初速度、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后,穿过B中心的小孔沿中心轴的方向进入到两块水平正对放置的平行极板D1D2间的区域。当D1D2两极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心P1点处,形成了一个亮点;加上图示的电压为U的偏转电压后,亮点移到P2点,再加上一个方向垂直于纸面的匀强磁场,调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到P1点,去掉偏转电压后,亮点移到P3点。假设电子的电量为e,质量为mD1D2两极板的长度为L,极板间距为d,极板右端到荧光屏中心的距离为sRP竖直间距为y,水平间距可忽略不计。(只存在磁场时电子穿过场区后的偏角很小,tan≈sin;电子做圆周运动的半径r很大,计算时略去项的贡献)。

1)判定磁场的方向,求加速电压的大小;

2)若测得电子束不偏转时形成的电流为I,且假设电子打在荧光屏。上后不反弹,求电子对荧光屏的撞击力大小;

3)推导出电子比荷的表达式。

 

(1)垂直纸面向外,;(2);(3) 【解析】 (1)磁场方向垂直纸面向外。设加速电压为,电子刚进入偏转极板时的速度大小为v,则对加速的电子应用动能定理得 两种场都存在的情况中,电子不偏转,则电子受到的洛伦兹力为 极板间电场强度为 电场力为 电子不偏转,则 联立解得 (2)设一个极短时间t内撞击荧光屏的电子个数为n,撞击力为,则对这些电子用动量定理,得 由电流的定义式得 联立解得 (3)在撤去电场后,设电子的偏转角为,电子轨迹半径为r,如图所示 由图可知 由于很小,则 由于可略去,所以 又洛伦兹力充当向心力,所以 联立解得电子的荷质比  
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考点分析:
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如图所示,水平地面上静止放置一辆长度为L=1.5m、质量mA=4kg的小车A,小车的上表面粗糙,小车与地面间的摩擦力极小,可以忽略不计;小车左端固定一轻质弹簧,自然长度为L=0.5m,最右端静置一质量mB=2kg的物块B(可视为质点);现对A施加一个水平向右F=20N的恒力,小车运动一段时间后,物块B和弹簧接触,同时撤掉恒力F,已知物块B和小车间的动摩擦因数。不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,求:

1)水平向右的恒力F作用的时间t

2)弹簧最大压缩量d=0.3m时,弹簧的弹性时能Ep

 

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为了精确测量某待测电阻R的阻值(约为30Ω)。有以下一-些器材可供选择。

电流表A1(量程0~50mA,内阻约12Ω);

电流表A2(量程0~3A,内阻约0.12Ω);

电压表V1(量程0~3V,内阻很大);

电压表V2(量程0~15V,内阻很大)

电源E(电动势约为3V,内阻约为0.2Ω);

定值电阻R50Ω,允许最大电流2.0A);

滑动变阻器R10~10Ω,允许最大电流2.0A);

滑动变阻器R20~1kΩ,允许最大电流0.5A

单刀单掷开关S一个,导线若干。

1)为了设计电路,先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻,采用“×10”挡,调零后测量该电阻,发现指针偏转非常大,最后几乎紧挨满偏刻度停下来,下列判断和做法正确的是_______(填字母代号)。

A.这个电阻阻值很小,估计只有几欧姆

B.这个电阻阻值很大,估计有几千欧姆

C.如需进-步测量可换“×1”挡,调零后测量

D.如需进一步测量可换“×100”挡,调零后测量

2)根据粗测的判断,设计一个测量电路,要求测量尽量准确,画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁__________________

 

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在研究匀变速直线运动的实验中,某同学选出一条点迹比较清晰的纸带,舍去开始密集的点迹,从便于测量的点开始,每隔一个点取一个计数点,如下图中012……6点所示。

a.测量123……6计数点到0计数点的距离,分别记作:x1x2、……x6

b.分别计算x1x2……x6与对应时间的比值

c.以上为纵坐标、1为横坐标,标出x与对应时间l的坐标点,画出了图线如图所示

根据图线可以计算:物体在计时起点的速度v0=_____cm/s;加速度a=___m/s2。(计算结果均保留2位有效数字)

 

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宽度L=3m的匀强磁场,磁感应强度B=0.2T,一单匝正方形金属框边长ab=l=1m,每边电阻r=0.50,金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区,其平面始终保持与磁感线方向垂直,规定逆时针方向为电流的正方向,金属框穿过磁场区的过程中,金属框中感应电流Iab边两端的电压U的图线正确的是(  )

A. B.

C. D.

 

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为了保障广大市民的生命健康,快递公司和外卖平台推出了“无接触”配送。业内人士分析,“无接触”配送减轻了广大市民的生活压力,使他们不用走出小区,生活依然得到保障,同时也使疫情得到有效控制,避免病毒通过人群接触扩散和蔓延。如图为某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意图,皮带在电动机的带动下保持v=1m/s的恒定速度向右运动,现将一质量为m=2kg的邮件轻放在皮带上,邮件和皮带间的动摩擦因数μ=0.5,设皮带足够长,取g=10m/s2,在邮件与皮带发生相对滑动的过程中,下列说法正确的是(  )

A.皮带对邮件的作用力水平向右

B.邮件在传送带上滑动的时间为0.2s

C.邮件对地的位移大小为0.1m

D.邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功为2J

 

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