【題目】如圖所示,在平面內(nèi),有一電子源持續(xù)不斷地沿正方向每秒發(fā)射出N個速率均為v的電子,形成寬為2b,在y軸方向均勻分布且關(guān)于x軸對稱的電子流。電子流沿x方向射入一個半徑為R,中心位于原點O的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向垂直xOy平面向里,電子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后均從P點射出。在磁場區(qū)域的正下方有一對平行于x軸的金屬平行板K和A,K板接地,A與K兩板間加有正負(fù)、大小均可調(diào)的電壓,穿過K板小孔達(dá)到A板的電子被收集且導(dǎo)出,從而形成電流,已知,電子質(zhì)量為m,電荷量為e,忽略電子間相互作用。
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。
(2)電子流從P點射出時與y軸負(fù)方向的夾角的范圍;
(3)電子被收集形成最大電流;
(4)調(diào)節(jié)A與K兩級板間的電壓剛好不能形成電流,此時可調(diào)的電壓大小。
【答案】(10;(2);(3);(4)
【解析】
(1)粒子源沿x軸正方向射出的粒子經(jīng)圓形磁場區(qū)域偏轉(zhuǎn)后均從P點射出,則從x軸上沿x軸正方向射入磁場的粒子也從P點射出,則該粒子的軌道半徑與磁場區(qū)域的半徑相等,偏轉(zhuǎn)角為90°,故電子做圓周運動的軌道半徑r=R,電子在磁場中做勻速圓周運動洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得
解得
(2)上端電子從P點射出時與負(fù)y軸最大夾角,如圖所示
由幾何關(guān)系可得
解得
同理下端電子從P點射出時與負(fù)y軸最大夾角也為60°,范圍是
(3)所有進(jìn)入磁場的電子均能進(jìn)入兩極板,調(diào)節(jié)A、K兩極板間的電壓,可使所有電子均可打到A極板上,所以收集所有電子形成的最大電流為
由題有
解得
(4)只要豎直向下的電子達(dá)不到A板,其它電子一定達(dá)不到,從K到A,根據(jù)動能定理可得
解得
則
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【題目】如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1:n2=10:1。原線圈連接e =311sin(100πt)V的交流電源,副線圈連接理想二極管和定值電阻,定值電阻的阻值為R=11Ω,下列各種說法中正確的是( )
A.理想變壓器副線圈兩端的電壓的有效值為22V
B.理想變壓器副線圈輸出電流的變化頻率為25Hz
C.電阻R在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為2640J
D.在相同時間內(nèi),交流電源輸出的電能是電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱的2倍
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【題目】如圖所示的輸電線路中,升壓變壓器T1和降壓變壓器T2均為理想變壓器,電壓表V1、V2分別接在T1和T2副線圈兩端。已知T2原、副線圈匝數(shù)比為k,輸電線的總電阻為r,T1原線圈接在電壓有效值恒定的交流電源上,電壓表和電流表均為理想電表。由于用戶的負(fù)載變化,電流表A2的示數(shù)增加ΔI,則
A. 電流表A1的示數(shù)增大
B. 電壓表V2的示數(shù)減小
C. 電壓表V1的示數(shù)增大
D. 輸電線上損失的功率增加
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【題目】如圖所示,光滑水平面上有一被壓縮的輕質(zhì)彈簧,左端固定,質(zhì)量為的滑塊A緊靠彈簧右端(不拴接),彈簧的彈性勢能為。質(zhì)量為的槽B靜止放在水平面上,內(nèi)壁間距為,槽內(nèi)放有質(zhì)量為的滑塊C(可視為質(zhì)點),C到左側(cè)壁的距離為,槽與滑塊C之間的動摩擦因數(shù),F(xiàn)釋放彈簧,滑塊A離開彈簧后與槽B發(fā)生正碰并粘連在一起。已知槽與滑塊C發(fā)生的碰撞為彈性碰撞。()求:
(1)滑塊A與槽碰撞前、后瞬間的速度大;
(2)槽與滑塊C最終的速度大小及滑塊C與槽的左側(cè)壁碰撞的次數(shù);
(3)從槽開始運動到槽和滑塊C相對靜止時各自對地的位移大小。
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【題目】如圖所示,電路中A、B 為兩塊豎直放置的金屬板,C 是一只靜電計,開關(guān)S 合上后,靜電計指針張開一個角度,下述做法可使靜電計指針張角增大的是( )
A. 開關(guān)S合上時,使A、B 兩板靠近一些
B. 開關(guān)S斷開后,在A、B 兩板間放入電介質(zhì)
C. 開關(guān)S斷開后,使B 板向右平移一些
D. 開關(guān)S斷開后,使A、B 正對面積減小一些
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【題目】如圖,海王星繞太陽沿橢圓軌道運動,P為近日點,Q為遠(yuǎn)日點,M、N為軌道短軸的兩個端點,運行的周期為T0,若只考慮海王星和太陽之間的相互作用,則海王星在從P經(jīng)過M、Q到N的運動過程中( )
A.從P到M所用的時間等于
B.從Q到N階段,機(jī)械能逐漸變大
C.從P到Q階段,速率逐漸變小
D.從M到N階段,萬有引力對它先做負(fù)功后做正功
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【題目】圖為回旋加速器的示意圖,形金屬盒半徑為,兩盒間的狹縫很小,磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直,高頻交流電頻率為,加速電壓為。處粒子源產(chǎn)生氘核,在加速器中被加速,加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的影響。若加速過程中粒子在磁場中運動的周期與高頻交流電周期相等,則下列說法正確的是( 。
A.若加速電壓增加為原來2倍,則氘核的最大動能變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍
B.若高頻交流電的頻率增加為原來2倍,則磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍
C.若該加速器對氦核加速,則高頻交流電的頻率應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍
D.若該加速器對氦核加速,則氦核的最大動能是氘核最動能的2倍
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【題目】一根均勻的細(xì)長空心金屬圓管,其橫截面如圖甲所示,長度為L ,電阻R約為5Ω,這種金屬的電阻率為ρ,因管線內(nèi)徑太小無法直接測量,某同學(xué)設(shè)計下列實驗方案盡可能精確測定它的內(nèi)徑d;
(1)用螺旋測微器測量金屬管線外徑D,圖乙為螺旋測微器校零時的示數(shù),用該螺旋測微器測量的管線外徑讀數(shù)為5.200mm,則所測金屬管線外徑D=_______mm.
(2)為測量金屬管線的電阻R,取兩節(jié)干電池(內(nèi)阻不計)、開關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材:
A.電流表0~0.6A,內(nèi)阻約0.05Ω
B.電流表0~3A,內(nèi)阻約0.01Ω
C.電壓表0~3V,內(nèi)阻約10kΩ
D.電壓表0~15V,內(nèi)阻約50kΩ
E.滑動變阻器,0~10Ω(額定電流為0.6A)
F.滑動變阻器,0~100Ω(額定電流為0.3A)
為準(zhǔn)確測出金屬管線阻值,電流表應(yīng)選_______,電壓表應(yīng)選______,滑動變阻器應(yīng)選_______(填序號)
(3)如圖丙所示,請按實驗要求用筆代線將實物圖中的連線補(bǔ)充完整_______.
(4)根據(jù)已知的物理量(長度L、電阻率ρ)和實驗中測量的物理量(電壓表讀數(shù)U、電流表讀數(shù)I、金屬管線外徑D),則金屬管線內(nèi)徑表達(dá)式d=______________
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【題目】我們可以用圖(a)所示裝置探究合外力做功與動能改變的關(guān)系。將光電門固定在水平軌道的B點,平衡摩擦力后,用小桶通過細(xì)線拉小車,小車上安裝遮光條并放有若干鉤碼。現(xiàn)將小車上的鉤碼逐次移至小桶中,并使小車每次都從同一位置A點由靜止釋放。
(1)用游標(biāo)卡尺測出遮光條的寬度,記錄光電門的示數(shù),從而算出小車通過B點的速度。其中游標(biāo)卡尺測量情況如圖(b)所示,則d=___________cm。
(2)測小桶質(zhì)量,以小桶和桶內(nèi)鉤碼質(zhì)量之和m為橫坐標(biāo),小車經(jīng)過B點時相應(yīng)的速度平方為縱坐標(biāo),則v2-m圖線應(yīng)該為下圖中___________。
A、 B、
C、 D、
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