【題目】如圖所示,在xOy平面內(nèi),位于原點O的放射源向各方向均勻發(fā)出速率為v0的帶正電粒子,粒子的質(zhì)量均為m、電荷量均為q。在直線y=d下方分布著一個左右足夠?qū)、方向?/span>y軸正向的勻強電場E;在直線y=d上方有一平行于x軸的感光板MN,直線y=d和MN之間區(qū)域有左右足夠?qū)、方向垂直于紙平面向里的勻強磁場,磁感?yīng)強度為B=。粒子第一次離開電場上邊界y=d時,能夠到達(dá)的最右側(cè)位置為,不計粒子重力以及粒子間的相互作用,只考慮每個粒子在電場中和磁場中各運動一次。
(1)求電場強度的大小E;
(2)若要求所有粒子都不能打在感光板MN上,則MN與x軸的最小距離h1是多大?
(3)若要求所有粒子都能打在感光板MN上,則MN與x軸的最大距離h2是多大?當(dāng)MN與x軸的距離為h2時,MN板上被粒子擊中的長度是多少?
【答案】(1);(2)3d;(3)2d;
【解析】
(1)沿x軸正方向發(fā)射的粒子能夠到達(dá)最右側(cè)的位置為(d,d),由類平拋運動規(guī)律得
其中
解得
(2)沿x軸正方向射入的粒子只要打不出磁場,其它粒子一定打不出。
粒子進入磁場的速度為v,根據(jù)動能定理可得
解得
v=2v0
根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得粒子運動軌跡半徑為
解得
R=2d
所以MN與x軸的最小距離
h1=R+d=3d
(3)沿-x方向運動的粒子在磁場中只要能夠達(dá)到熒光屏上,所有粒子都能夠打在熒光屏上,如圖所示;
根據(jù)(2)可知粒子進入磁場的速度均為v=2v0,運動軌跡半徑均為R=2d;
沿-x方向運動的粒子進入磁場時與磁場邊界的夾角為θ,則
所以
θ=60°
根據(jù)幾何關(guān)系可得MN到磁場下邊緣的距離為y,則
y=R-Rcosθ=d
則MN與x軸的最大距離
h2=d+y=2d;
MN板上被粒子擊中左側(cè)到y軸的距離為
MN板上被粒子擊中右側(cè)到y軸的距離為
所以MN板上被粒子擊中的長度是
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【題目】某實驗小組欲測定一電源的電動勢和內(nèi)電阻,已知待測電源的電動勢約為4V。實驗室提供了下列器材:
A.定值電阻R0=2Ω
B.直流電流表(量程0~1A,內(nèi)阻不能忽略)
C.電壓表(量程 0~5V內(nèi)阻較大)
D.滑動變阻器(阻值范圍0~10Ω、額定電流2A)
E.滑動變阻器(阻值范圍0~200Ω、額定電流1A)
F.電鍵及導(dǎo)線若干
(1)實驗時滑動變阻器應(yīng)選用__________;(填 “D”或“E”)
(2)某同學(xué)將選定的器材進行了部分實物圖連接,請你以筆畫線做導(dǎo)線完成剩余部分的電路連接;
(____)
(3)按正確操作完成實驗,根據(jù)實驗記錄,將測量數(shù)據(jù)描點做出擬合圖線如圖所示,由圖象可得該電源的電動勢是_______V,內(nèi)電阻是_____Ω; (計算結(jié)果保留二位有效數(shù)字)
(4)本次實驗產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因是_________________________。
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【題目】硅光電池是一種太陽能電池,具有低碳環(huán)保的優(yōu)點。如圖所示,圖線a是該電池在某光照強度下路端電壓U和電流I變化的關(guān)系圖象,圖線b是某電阻R的UI圖象。在該光照強度下將它們組成閉合回路時,下列說法中正確的是( 。
A.硅光電池的電動勢大于3.6V
B.硅光電池的總功率為0.4W
C.硅光電池的內(nèi)阻消耗的熱功率為0.32W
D.若將R換成阻值更大的電阻(光照不變),電源效率將減小
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【題目】如圖所示為一種質(zhì)譜儀的工作原理圖,圓心角為90°的扇形區(qū)域OPQ中存在著磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強磁場,所有帶電粒子經(jīng)加速電壓U加速后從小孔C射出,由磁場邊界OP上N點垂直OP進入磁場區(qū)域,然后均從邊界OQ射出,ON=l,不計粒子重力。
(1)若由靜止開始加速的某種粒子X從邊界OQ射出時速度方向與OQ垂直,其軌跡如圖中實線所示,求該粒子的比荷;
(2)若由靜止開始加速的另一種粒子Y,其比荷是X粒子比荷的,求該粒子在磁場區(qū)域中運動的時間t。
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【題目】某同學(xué)做“測勻變速直線運動的加速度”的實驗裝置如圖甲所示.一小車放在水平長木板上,左側(cè)拴有一細(xì)軟線,跨過固定在木板邊緣的滑輪與一重物相連,小車右側(cè)與穿過電火花計時器的紙帶相連,在重物牽引下,小車在木板上向左運動.下圖給出了電火花計時器在紙帶上打出的一些計數(shù)點,相鄰的兩個計數(shù)點間還有4個點沒畫出,電火花計時器所用的交流電頻率為50Hz.
(1)下列操作中正確的有________(填選項代號)
A.在釋放小車前,小車要靠近打點計時器
B.打點計時器應(yīng)放在長木板的有滑輪一端
C.應(yīng)先接通電源,后釋放小車
D.電火花計時器應(yīng)使用低壓交流電源
(2)根據(jù)紙帶(圖乙)可以計算各點的瞬時速度及小車加速度,現(xiàn)計算第2點的瞬時速度=______m/s,小車的加速度為=_________m/s2.(結(jié)果均取三位有效數(shù)字)
(3)另一同學(xué)利用如圖丙所示的裝置測定導(dǎo)軌上滑塊運動的加速度,滑塊上安裝了寬度為d的遮光板.滑塊在牽引力作用下先后通過兩個光電門A、B,配套的數(shù)字毫秒計(圖中未畫出)記錄了遮光板通過第一個光電門A的時間為,則滑塊通過第一個光電門的速度表達(dá)式為=________.若已知滑塊通過兩光電門速度分別為、,兩個光電門A、B間距離為L,則滑塊的加速度表達(dá)式為=________.(用題中字母表示)
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【題目】如圖所示,A板發(fā)出的電子經(jīng)加速后,水平射入水平放置的兩平行金屬板間,金屬板間所加的電壓為U,電子最終打在熒光屏P上,關(guān)于電子的運動,下列說法中正確的是
A.滑動觸頭向右移動時,電子打在熒光屏上的位置上升
B.滑動觸頭向左移動時,電子打在熒光屏上的位置上升
C.電壓U增大時,電子打在熒光屏上的速度大小不變
D.電壓U增大時,電子從發(fā)出到打在熒光屏上的時間不變
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【題目】要測繪一個標(biāo)有“3V,0.6W”小燈泡的伏安特性曲線,燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3V,并便于操作.已選用的器材有:
電池組(電動勢為4.5V,內(nèi)阻約1Ω):
電流表(量程為0~250mA.內(nèi)阻約5Ω);
電壓表(量程為0~3V.內(nèi)阻約3kΩ):
開關(guān)一個、導(dǎo)線若干.
①實驗中所用的滑動變阻器應(yīng)選下列中的______(填字母代號).
A.滑動變阻器(最大阻值20Ω,額定電流1A)
B.滑動變阻器(最大阻值1750Ω,額定電流0.3A)
②實驗的電路圖應(yīng)選用下列的圖______(填字母代號).
③實驗得到小燈泡的伏安特性曲線如圖所示.如果將這個小燈泡接到電動勢為1.5V,內(nèi)阻為5Ω的電源兩端,小燈泡消耗的功率是______W.
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【題目】某同學(xué)想把滿偏電流為的電流表改裝成為雙量程電壓表,并用改裝的電表去測量某電源的電動勢和內(nèi)阻:
(1)圖甲是測量內(nèi)阻的實驗原理圖,其中量程小于,先閉合開關(guān),將撥向接點a,調(diào)節(jié)變阻器直至滿偏。
(2)保持滑片位置不動,將撥向接點b,調(diào)節(jié),直至滿偏,此時電阻箱旋鈕位置如圖乙所示,記錄數(shù)據(jù),斷開。
(3)現(xiàn)用電流表改裝成0~1.5V和0~3.0V的雙量程電壓表,電路如圖丙所示;則______。
(4)用改裝后的電壓表的0~擋接在待測電源(內(nèi)阻較大)兩端時,電壓表的示數(shù)為;換用0~擋測量,示數(shù)為;則電源的電動勢E為______V,內(nèi)阻r為______。
(5)將上述電源與兩個完全相同的元件X連接成電路圖丁,X元件的伏安特性曲線如圖戊;則通過X元件的工作電流為______。
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【題目】太陽能汽車是一種環(huán)保型的“綠色汽車”,人們正致力研究著。有一輛玩具汽車靠太陽能電池供電,該電池的太陽能集光板面積為600cm2,太陽能電池電動勢為30V,內(nèi)阻為30Ω,F(xiàn)使玩具汽車在水平路面上勻速行駛,其太陽能集光板正對太陽,測得電流強度為2A。已知電動機的直流電阻為2Ω,太陽光垂直照射到地面上單位面積的輻射功率為1.6×103W/m2。
(1)求玩具汽車勻速行駛時,太陽能集光板把太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率。
(2)這輛玩具汽車的總重為80N,在水平路面上行駛的阻力是車重的0.2倍,這輛玩具車在水平路面上的最大速度是多大?
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