【題目】歸納式探究﹣﹣研究帶電粒子在電場和磁場中的運(yùn)動(dòng):物理學(xué)中,磁場的強(qiáng)弱用磁感應(yīng)強(qiáng)度表示,符號(hào)是B,單位是T.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向都相同的磁場叫做勻強(qiáng)磁場.
如圖所示,初速度可視為零的帶電粒子,從容器A下方的小孔S1經(jīng)過加速電場加速,然后經(jīng)過小孔S2垂直于磁場方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中,做勻速圓周運(yùn)動(dòng).
若帶電粒子的質(zhì)量為m,電荷量為q,加速電場的電壓為U,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)掃過的半圓面積為S,經(jīng)研究不同粒子在不同情況下得到數(shù)據(jù)如下表:

m/kg

q/C

U/V

B/T

S/m2

1×1025

5×1018

2

1

4π×108

1×1025

10×1018

2

1

2π×108

2×1025

5×1018

2

1

8π×108

2×1025

5×1018

4

1

16π×108

1×1025

5×1018

2

2

π×108


(1)S=k , 其中k=(填上數(shù)值和單位).
(2)對同一個(gè)粒子,進(jìn)入不同的電場和磁場中,要使粒子在磁場中的圓周運(yùn)動(dòng)掃過的半圓面積相等,則電壓U和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的關(guān)系可以用圖象中的圖線表示.
(3)一個(gè)質(zhì)量為4×1025kg、帶電量為2×1017C的粒子,經(jīng)過電壓為V的電場加速后進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為5T的勻強(qiáng)磁場中,它做圓周運(yùn)動(dòng)掃過的半圓面積為8π×109m2

【答案】
(1);π CT2m2/(kgV)
(2)a
(3)10
【解析】解:(1)設(shè)表格中物理量下方的數(shù)據(jù)(橫向)分別為1、2、3、4、5組;由表中1、2兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知,在帶電粒子的質(zhì)量m、加速電場的電壓U、勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B相同時(shí),電荷量q為原來的2倍,粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)掃過的半圓面積S為原來的 ,由此可知,粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)掃過的半圓面積S與電荷量q成反比;由表中1、3兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知,在電荷量q、加速電場的電壓U、勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B相同時(shí),帶電粒子的質(zhì)量m為原來的2倍,粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)掃過的半圓面積S為原來的2倍,由此可知,粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)掃過的半圓面積S與帶電粒子的質(zhì)量m成正比;
由表中3、4兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知,在帶電粒子的質(zhì)量m、電荷量q、勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B相同時(shí),加速電場的電壓U為原來的2倍,粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)掃過的半圓面積S為原來的2倍,由此可知,粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)掃過的半圓面積S與加速電場的電壓U成正比;
由表中1、5兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知,在帶電粒子的質(zhì)量m、電荷量q、加速電場的電壓U相同時(shí),勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B變?yōu)樵瓉淼?,粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)掃過的半圓面積S為原來的 ,由此可知,粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)掃過的半圓面積S與勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的平方成反比;
由以上分析可得:S=k ,把第一組使用數(shù)據(jù)代入解得,k=π CT2m2/(kgV);
(2)由上面推出的表達(dá)式S=k 可知,對于同一帶電粒子,q、m相同,進(jìn)入不同的電場和磁場中,要使粒子在磁場中的圓周運(yùn)動(dòng)掃過的半圓面積S相等,電壓U和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的平方成正比,由圖2所示圖象可知,圖線a正確;
(3)將質(zhì)量為4×10﹣25kg、帶電量為2×10﹣17C的粒子,磁感應(yīng)強(qiáng)度為5T的勻強(qiáng)磁場,它做圓周運(yùn)動(dòng)掃過的半圓面積為8π×10﹣9m2
代入S=k 可得U=10V.
故答案為:(1) ; k=π CT2m2/(kgV);(2)a;(3)10 .
(1)分析表中的數(shù)據(jù),得出各物理量之間的關(guān)系式;
(2)根據(jù)可知,同一帶電粒子的q、m相同,進(jìn)入不同的電場和磁場中,要使粒子在磁場中的圓周運(yùn)動(dòng)掃過的半圓面積S相等,電壓U和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的平方成正比,選擇合適的圖線;
(3)根據(jù),代入數(shù)據(jù)即可求出U的值 .

練習(xí)冊系列答案
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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示電路,電源電壓為12V且保持不變.閉合開關(guān)S,當(dāng)滑片P置于變阻器的中點(diǎn)時(shí),電壓表的示數(shù)為4V;當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時(shí),電壓表的示數(shù)變化了2V,在10s內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為60J.則下列結(jié)果正確的是( )

A.電路中的最小電流為1.5A
B.滑片P在中點(diǎn)時(shí),9s內(nèi)滑動(dòng)變阻器R消耗的電能為60J
C.R先后兩次消耗的電功率之比為8﹕9
D.R1先后兩次消耗的電功率之比為4﹕3

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,實(shí)驗(yàn)桌上有兩個(gè)完全相同的燒瓶,燒瓶內(nèi)裝有質(zhì)量相等、初溫相同的煤油、完全相同的溫度計(jì),燒瓶內(nèi)還分別裝有阻值為10Ω的電阻絲R1和阻值為5Ω的電阻絲R2 . 實(shí)驗(yàn)桌上還有滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源、電阻箱和開關(guān)各一個(gè),電流表和停表各一塊,導(dǎo)線若干.小新利用上述實(shí)驗(yàn)器材證明“電流通過電阻產(chǎn)生的熱量跟電阻阻值大小有關(guān)”.
小新的主要實(shí)驗(yàn)過程如下:
①將電阻箱、電流表及圖所示的裝置甲等電路元件串聯(lián)接入電路中,將電阻箱的阻值調(diào)為5Ω.
②閉合開關(guān),同時(shí)按下停表開始計(jì)時(shí),記錄電流表的示數(shù)為0.3A,通電時(shí)間為2min時(shí),停止計(jì)時(shí),記錄此時(shí)溫度計(jì)的示數(shù)40℃,斷開開關(guān).
③用如圖所示的裝置乙替換電路中的裝置甲,將電阻箱的阻值調(diào)為10Ω.閉合開關(guān),同時(shí)按下停表開始計(jì)時(shí),觀察電流表示數(shù)仍為0.3A.當(dāng)溫度計(jì)示數(shù)為40℃時(shí),停止計(jì)時(shí),讀出通電時(shí)間5min,記錄數(shù)據(jù),斷開開關(guān).
于是小新認(rèn)為“電流通過電阻產(chǎn)生的熱量跟電阻阻值大小有關(guān)”.
請根據(jù)以上敘述回答下列問題:

(1)小新實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題:
(2)請你針對小新實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題,寫出改進(jìn)措施:

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示是一個(gè)常用的插線板.插線板上的指示燈在開關(guān)斷開時(shí)不發(fā)光,插孔不能提供工作電壓,開關(guān)閉合時(shí)指示燈發(fā)光,插孔可以提供工作電壓;開關(guān)閉合時(shí)插孔也能提供工作電壓,根據(jù)上述說明,在圖乙中畫出開關(guān)、指示燈、插孔與電源線的連接方式.

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于導(dǎo)體電阻的正確說法是( 。
A.因?yàn)閷?dǎo)體電阻表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用,導(dǎo)體中沒有電流通過時(shí),導(dǎo)體的電阻為零
B.兩根長短、粗細(xì)都相同的銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線,銅導(dǎo)線的電阻小
C.將一根導(dǎo)線均勻拉制成橫截面積為原來 的細(xì)導(dǎo)線,拉制后的細(xì)導(dǎo)線與原電阻相比變小
D.甲乙兩個(gè)導(dǎo)體電阻之比是1:4,將它們串聯(lián)到電源兩端通過它們的電流為1:4

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】甲、乙兩物體同時(shí)同地向東做勻速直 線運(yùn)動(dòng),它們的st圖像如圖所示。由圖像可知:( )

A.甲的速度小于乙的速度

B.經(jīng)過6s,甲在乙前面1.2m

C.以甲為參照物,乙向東運(yùn)動(dòng)

D.以乙為參照物,甲向東運(yùn)動(dòng)

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】在做“觀察水沸騰”的實(shí)驗(yàn)時(shí)。
(1)A組同學(xué)用的是如圖甲所示裝置,他們測出的水溫將偏(選填“高”或“低”)。
(2)圖乙是B組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)?zāi)硶r(shí)刻溫度計(jì)的示數(shù),此時(shí)水的溫度是 ℃。
(3)B、C兩組同學(xué)雖然選用的實(shí)驗(yàn)裝置相同,但將水加熱到沸騰用的時(shí)間不同,他們繪制的溫度隨時(shí)間變化的圖像如圖丙所示。分析圖像可知:水的沸點(diǎn)是 ℃,當(dāng)時(shí)的大氣壓 (選填“<”、“>”或“=”)l標(biāo)準(zhǔn)大氣壓;B、C組得到b、c兩種不同圖像的原因可能是水的 不同。

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】小黎同學(xué)測定標(biāo)有“2.5V”字樣(正常工作電流大約是0.25A)小燈泡的額定功率,現(xiàn)有器材:電源(電壓恒為6V),電流表(量程0﹣0.6A),電壓表(量程0﹣3V),開關(guān)、導(dǎo)線若干,另有三種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器可供選擇:R1(10Ω 1A)、R2(20Ω 0.5A)、R3(100Ω 0.1A).按如圖甲是實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),請完成下列問題:
(1)通過估算,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 , 連接好電路后,閉合開關(guān)S,小黎同學(xué)發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P,小燈泡都不發(fā)光,此時(shí)電流表示數(shù)為零,但電壓表有示數(shù),則故障為; A.燈泡斷路 B.燈泡短路
C.變阻器斷路 D.電阻器短路
(2)排出故障后,閉合開關(guān)S,電壓表示數(shù)為2.0V,此時(shí)應(yīng)將滑片P向(選填“A”或“B”)端移動(dòng),使電壓表示數(shù)為V,再讀出電流表示數(shù),即可求出小燈泡的額定功率.老師告訴小黎,電壓表有示數(shù)時(shí)內(nèi)部有微弱的電流通過,如果考慮這個(gè)微弱電流的影響,所測小燈泡的額定功率偏(選填“大”或“小”)
(3)同組的小李用甲圖實(shí)驗(yàn)中的電源、電壓表、滑動(dòng)變阻器,另選單刀雙擲開關(guān),R0=30Ω的定值電阻,按乙圖所示的電路來測量該小燈泡的額定功率,你認(rèn)為此方案(選填“可行”或“不可行”)

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】小華在學(xué)習(xí)了溫度計(jì)后,利用溫度計(jì)測量物體的溫度。

(1)如圖所示是小華在實(shí)驗(yàn)過程中的操作。請你指出其中兩個(gè)不當(dāng)之處:

_________

________。

(2)在“用溫度計(jì)測水的溫度”實(shí)驗(yàn)中,下列步驟按正確的順序排列為______(只需填字母序號(hào))。

A.選取適當(dāng)?shù)臏囟扔?jì)

B.觀察它的量程

C.認(rèn)清其分度值

D.估計(jì)被測水的溫度

E.放一段時(shí)間使溫度計(jì)內(nèi)液面穩(wěn)定

F.把玻璃泡全部浸入被測水中

G.從水中取出溫度計(jì)

H.觀察溫度計(jì)內(nèi)液面對應(yīng)的示數(shù),進(jìn)行讀數(shù)

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