【題目】如圖甲所示,小孔A可飄入重力不計、初速度可忽略的大量帶負電的粒子,經(jīng)電壓為U0的電場加速后,連續(xù)不斷射入水平放置的平行板并從兩板正中間OO′方向進入偏轉(zhuǎn)電場。所有粒子均能從兩板間通過,然后進入在豎直方向上寬度足夠大的勻強磁場中,最后打在磁場右邊界豎直放置的熒光屏上.已知:帶電粒子比荷,加速電場電壓V,偏轉(zhuǎn)電場兩極板間距離d=6cm,極板長度L1=1. 8cm,在偏轉(zhuǎn)電場兩極板間加上如圖乙所示的交流電壓,U=9600V,變化周期,偏轉(zhuǎn)電場右邊緣到熒光屏距離L2=36cm.
(1)帶電粒子穿過偏轉(zhuǎn)電場的時間t;
(2)若t=0時刻進入偏轉(zhuǎn)電場的粒子最終恰好垂直打在熒光屏上,則磁場的磁感應(yīng)強度B為多大?
(3)OO′的延長線與熒光屏交于P點,現(xiàn)改變磁感應(yīng)強度為B′,使t=0時刻進入偏轉(zhuǎn)電場的帶電粒子恰好能打在熒光屏上,求形成的光帶的上、下兩端距P點的距離分別為多少?
【答案】(1) (2) (3)9.2cm,11.6cm
【解析】
(1)粒子進入偏轉(zhuǎn)電場初速度
穿過偏轉(zhuǎn)電場時間
(2)粒子從偏轉(zhuǎn)電場飛出時的豎直分速度:
飛出時速度
方向與水平方向成θ角
θ=53°
在磁場中由幾何知識得
得
由得
(3)粒子恰好打在熒光屏,由幾何知識得
得
R2=0.2cm
0時刻射入的粒子從右側(cè)飛出的偏轉(zhuǎn)量
t=0時刻進入偏轉(zhuǎn)電場的粒子打在屏上最上端,設(shè)該點在P點的下方的M點,離P點距離
所有粒子飛出電場時速度大小和方向均相同,則所有粒子在磁場中運動軌跡都是平行的
時進入偏轉(zhuǎn)電場的粒子打在光屏的最下端,設(shè)該點在M點下方N點,N距離M點的距離
故N點到P點的距離
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【題目】把蜂鳴器、光敏電阻、干簧管繼電器、開關(guān)、電源按如圖所示電路連接,制成光電報警裝置。當有光照射報警裝置且光照不是很弱時,蜂鳴器發(fā)聲,當沒有光照或者光照很弱時,蜂鳴器不發(fā)聲。①光敏電阻:受光照射后,阻值會變小、②干簧管繼電器:由干簧管和繞在干簧管外的線圈組成,當線圈中有一定的電流時,線圈產(chǎn)生的磁場使密封在干簧管內(nèi)的兩個鐵質(zhì)簧片磁化,兩個簧片在磁力作用下由原來的分離狀態(tài)變成閉合狀態(tài)。當線圈中沒有電流或者電流很微弱時,磁場消失,簧片在彈力的作用下恢復到分離狀態(tài)。請將下面的電路完整連接好__________。
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【題目】如圖甲所示,不可伸長的輕繩一端固定于O點,另一端拴系小球,小球繞O點在豎直面內(nèi)做圓周運動,小球通過最高點時速度為v,輕繩對小球的拉力F與v2的關(guān)系如圖乙所示.圖線與橫軸的交點為b,延長線與縱軸的交點為a,不計空氣阻力,重力加速度為g,下列說法正確的是
A.小球通過最高點的速度最小值為0
B.小球的質(zhì)量
C.輕繩的長度
D.換用更長的輕繩做此實驗,圖線與橫軸的交點b不變
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【題目】回旋加速器是高能物理中的重要儀器,其原理是利用磁場和電場使帶電粒子回旋加速運動,在運動中經(jīng)高頻電場反復加速從而使粒子獲得很高的能量。如圖甲所示,兩個D形金屬盒置于恒定的勻強磁場中,并分別與高頻電源相連(電壓隨時間變化如乙圖所示),D形盒半徑為R,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,兩D形盒間距離為d(d<<R)。若用回旋加速器加速氘核(設(shè)氘核質(zhì)量m、電荷量q),則下列判斷正確的是
A.加速電壓U0越大,氘核獲得的最大動能越大
B.氘核加速的最大動能為
C.氘核在電場中運動的總時間為
D.該回旋加速器不可以用來加速氦核()
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【題目】如圖甲所示,某同學利用該裝置探究加速度和力的關(guān)系,其中小車的質(zhì)量為M,砂桶和砂子的總質(zhì)量為m,不計繩與滑輪間的摩擦。
(1)利用該裝置實驗時,下列說法正確的是_________。
A.為減小誤差,實驗中一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量m遠小子小車的質(zhì)量M
B.實驗前應(yīng)將長木板靠近打點計時器的一端墊高,以平衡摩擦力
C.應(yīng)將小車靠近打點計時器,先釋放小車,再接通電源,打出紙帶
D.改變砂和砂桶的質(zhì)量,打出幾條紙帶,獲得多組數(shù)據(jù),作出a—F圖象
(2)該同學在實驗中得到如圖乙所示的一條紙帶(相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出)。已知打點計時器所接交流電的頻率為50Hz,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為a=________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(3)改變砂桶內(nèi)砂子的質(zhì)量,多次實驗,以力傳感器的示數(shù)F為橫軸、小車對應(yīng)的加速度a為縱軸,作出的a—F圖象如圖丙,可知小車的質(zhì)量M=_________kg(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
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【題目】如圖所示,實線為正電荷與接地的很大平板帶電體電場的電場線,虛線為一以點電荷為中心的圓,a、b、c是圓與電場線的交點.下列說法正確的是( )
A.虛線為該電場的一條等勢線B.a點的強度大于b點的強度
C.a點的電勢高于b點的電勢D.檢驗電荷-q在b點的電勢能比c點的大
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【題目】如圖所示為一理想變壓器,原副線圈的匝數(shù)比為n:1。原線圈接電壓為u=U0sinωt的正弦交流電,輸出端接有一個交流電流表和一個電動機,電動機的線圈電阻為R。當輸入端接通電源后,電動機帶動一質(zhì)量為m的重物勻速上升,此時電流表的示數(shù)為I,重力加速度為g,下列說法正確的是( )
A.電動機兩端電壓等于IR
B.原線圈中的電流為
C.重物勻速上升的速度為
D.電動機發(fā)熱的功率為
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【題目】某探究學習小組驗證動能定理的實驗裝置如圖甲。
(1)實驗時首先要平衡摩擦力:取下沙桶,把木板不帶滑輪的一端墊高,輕推小車,讓小車拖著紙帶做______ 直線運動。
(2)打點計時器使用頻率為50Hz的交流電,記錄小車運動的紙帶如圖乙所示。在紙帶上相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出。小車通過計數(shù)點“B”時,速度為 ______ (計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(3)若實驗室沒有沙桶只有鉤碼,每個鉤碼質(zhì)量m=50g,小車總質(zhì)量M=200g,用該實驗裝置驗證動能定理,則需驗證重力對鉤碼所做的功是否等于______ (選填“小車”或“小車和鉤碼”)動能的增量。
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【題目】如圖所示,一帶電粒子從y軸上的a點以某一速度平行于x軸射入圓形勻強磁場區(qū)域,該區(qū)域內(nèi)的磁場方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度大小為B0,粒子從x軸上b點射出磁場時,速度方向與x軸正方向夾角為,坐標原點O在圓形勻強磁場區(qū)域的邊界上,不計粒子重力,若只把勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小改為某一確定值,使粒子經(jīng)過Ob的中點后射出磁場,則改變后的磁感應(yīng)強度大小為( )
A.B0B.B0C.2B0D.4B0
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