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电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成,如图甲所示。大量电子由静止开始...

电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成,如图甲所示。大量电子由静止开始,经加速电场加速后,连续不断地沿板间距为d的平行极板正中间射入偏转电场,在偏转电场中运动T时间后,进入方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁场的竖直宽度足够大、水平宽度为L,电子最后打在竖直放置的荧光屏上。已知两板间所加电压随时间变化规律如图乙所示,电压最大值为U0、周期为T;电子的质量为m、电荷量为e,其重力不计,所有电子均能从两板间通过。

(1)t=0时刻进入偏转电场的电子在离开偏转电场时的位置到的距离y

(2)要使电子能垂直打在荧光屏上

①求匀强磁场的磁感应强度B

②求垂直打在荧光屏上的电子束的宽度

 

(1);(2)①,② 【解析】 (1)从0时刻进入偏转电场的电子,沿电场方向的分运动先做匀加速后做匀速运动。在电场线方向上前半个周期做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律求解加速度 末速度 竖直位移 后半个周期做匀速直线运动,竖直位移 电子在离开偏转电场时的位置到的距离有 联立方程解得 (2)①设电子从偏转电场中射出时的偏向角为,电子离开偏转电场时的速度为,电子在磁场中做匀速圆周运动半径为,如图: 则粒子进入磁场时的速度 在磁场中,洛伦兹力提供向心力 电子垂直打在荧光屏上,根据几何关系可知 联立方程解得 ②由于各个时刻从偏转电场中射出的电子的速度大小相等,方向相同,因此电子进入磁场后做圆周运动的半径也相同,都能垂直打在荧光屏上,如图: 从、…等时刻进入偏转电场的电子离开偏转电场时的位置到的距离最小,设为,则 电子离开偏转电场时最远位置和最近位置之间的距离 电子垂直打在荧光屏上的电子束的宽度为 联立方程解得  
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小明同学将“打夯”的情境简化成如图所示的过程:放置于水平地面的平底重物,两人同时通过绳子对重物各施加一个拉力,拉力大小均为,方向均与竖直方向成,两人同时作用t=0.4s后停止施力。一段时间后重物落下,重物砸入地面之下的距离s=4cm。已知重物的质量为m=48kg,所受空气阻力忽略不计,重力加速度取。求:

(1)重物上升的时间;

(2)重物砸入地面的过程中,重物对地面的平均冲击力大小。

 

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某学校进行“测量电压表的内阻RV”的实验竞赛,实验室提供的器材如下:

A.待测电压表V(量程3V,内阻约3000Ω

B.电源E(电动势约6V,内阻很小)

C.电流表A1(量程10mA,内阻约50Ω);电流表A2(量程1mA,内阻约500Ω

D.电压表V1(量程2V,内阻RV12000Ω);电压表V2(量程6V,内阻约6000Ω

E.电阻箱R19999.9Ω2A

F.滑动变阻器R2(最大阻值10Ω2A

G.导线、单刀单掷开关S若干

(1)竞赛的第一部分内容是用如图所示的电路测量待测电压表内阻,测量的主要步骤如下:

a.按电路图连接电路

b.将电阻箱阻值调到最大

c.闭合开关S,调节电阻箱的阻值,使电压表指针半偏

d.记下此时电阻箱的阻值Ra

e.再调节电阻箱的阻值,使电压表指针满偏,记下此时电阻箱的阻值Rb

回答下列问题:

①电压表内阻的测量值表达式RV=___________(用测出的数据表示)。

②电源的内阻对测量结果的影响是_____

A.没有影响     B.使测量值偏大     C.使测量值偏小     D.不能确定

(2)竞赛的第二部分内容是用实验室提供的器材,再设计出(除半偏法外的)一个测量电压表内阻的方法。把设计出的电路画在方框中______,并标出所用电表的标号(如A1A2等)。

 

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在“验证动量守恒定律”的实验中。实验装置及实验中小球运动轨迹及平均落点的情况如图所示,回答下列问题:

(1)本实验需要测量的物理量是 ______(填选项前的字母)。

A.小球的质量mamb

B.小球离开斜槽后飞行的时间tatb

C.小球离开斜槽后飞行的水平射程xAxBxC

D.槽口到水平地面的竖直高度H

(2)实验中重复多次让小球a从斜槽上的同一位置释放,其中“同一位置释放”的目的是________

(3)放置被碰小球b前后,小球a的落点位置为分别为图中的_____________

 

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2019年人类天文史上首张黑洞图片正式公布。在宇宙中当一颗恒星靠近黑洞时,黑洞和恒可以相互绕行,从而组成双星系统。在相互绕行的过程中,质量较大的恒星上的物质会逐渐被吸入到质量较小的黑洞中,从而被吞噬掉,黑洞吞噬恒星的过程也被称之为“潮汐瓦解事件”。天鹅座X-1就是一个由黑洞和恒星组成的双星系统,它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,如图所示。在刚开始吞噬的较短时间内,恒星和黑洞的距离不变,则在这段时间内,下列说法正确的是(  )

A.它们的万有引力大小变大

B.它们的万有引力大小不变

C.恒星做圆周运动的轨道半径将变大,线速度也变大

D.恒星做圆周运动的轨道半径将变小,线速度也变小

 

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如图所示,水平面上固定着两根相距L且电阻不计的足够长的光滑金属导轨,导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。相同的铜棒ab平行地静止在导轨上且与导轨接触良好,每根铜棒的长度等于两导轨的间距、电阻为R、质量为m。现给铜棒a个平行于导轨向右的瞬时冲量I,关于此后的过程,下列说法正确的是(  )

A.铜棒b中的最大电流为

B.铜棒b的最大加速度为

C.铜棒b获得的最大速度为

D.铜棒b中产生的最大焦耳热为

 

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