【題目】如圖所示,M、N為豎直放置的平行金屬板,兩板間所加電壓為U0,S1、S2為板上正對的小孔。金屬板P和Q水平放置在N板右側(cè),關于小孔S1、S2所在直線對稱,兩板的長度和兩板間的距離均為l;距金屬板P和Q右邊緣l處有一熒光屏,熒光屏垂直于金屬板P和Q;取屏上與S1、S2共線的O點為原點,向上為正方向建立x軸。M板左側(cè)電子槍發(fā)射出的電子經(jīng)小孔S1進入M、N兩板間。電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,初速度可以忽略。不計電子重力和電子之間的相互作用。
(1)求電子到達小孔S2時的速度大小v;
(2)若板P、Q間只存在垂直于紙面向外的勻強磁場,電子剛好經(jīng)過P板的右邊緣后,打在熒光屏上。求磁場的磁感應強度大小B和電子打在熒光屏上的位置坐標x;
(3)若金屬板P和Q間只存在電場,P、Q兩板間電壓u隨時間t的變化關系如圖所示,單位時間內(nèi)從小孔S1進入的電子個數(shù)為N。電子打在熒光屏上形成一條亮線。忽略電場變化產(chǎn)生的磁場;可以認為每個電子在板P和Q間運動過程中,兩板間的電壓恒定。求在2t0時間內(nèi)打到單位長度亮線上的電子個數(shù)n。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)根據(jù)動能定理
解得:
(2)電子在磁場中做勻速圓周運動,設圓運動半徑為 R,
由幾何關系 得:
根據(jù)牛頓第二定律: 得:
設圓弧所對圓心為α,滿足: ;
電子離開磁場后做勻速運動
解得坐標
(3)① 設電子在偏轉(zhuǎn)電場PQ中的運動時間為t1,PQ間的電壓為u
垂直電場方向:l=vt1 平行電場方向:
加速度
得:
電子出偏轉(zhuǎn)電場時,在x方向的速度 vx=at1
電子在偏轉(zhuǎn)電場外做勻速直線運動,設經(jīng)時間t2到達熒光屏。則水平方向:l=vt2
豎直方向:x2=vxt2 解得:
電子打在熒光屏上的位置坐標
②由圖可知,在任意t時間內(nèi),P、Q間電壓變化u相等。
可知,打在熒光屏上的電子形成的亮線長度
所以,在任意t時間內(nèi),亮線長度x相等,即一個周期內(nèi)單位長度亮線上的電子個數(shù)相同。
③在2t0時間內(nèi)打到單位長度亮線上的電子個數(shù):當電子在電場中的側(cè)移量為x1=時,由
得:u=2U0
即偏轉(zhuǎn)電壓在0~±2U0之間時,射入P、Q間的電子可打在熒光屏上。
由圖可知,一個周期內(nèi)電子能從P、Q電場射出的時間
一個周期內(nèi)打在熒光屏上的電子數(shù)
④由得,電子打在熒光屏上的最大側(cè)移量
亮線長度L=2xm=3l 所以,從0~2t0時間內(nèi),單位長度亮線上的電子數(shù)
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【題目】如圖所示,桌面上固定一個光滑豎直擋板,現(xiàn)將一個長方體物塊A與截面為三角形的墊塊B疊放在一起,用水平外力F緩緩向左推動B,使A緩慢升高,設各接觸面均光滑,則該過程中( )
A. A和B均受三個力作用而平衡
B. B對桌面的壓力大小不變
C. A對B的壓力越來越小
D. 推力F的大小不變
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【題目】法拉第發(fā)明了世界上第一臺發(fā)電機﹣﹣法拉第圓盤發(fā)電機.銅質(zhì)圓盤豎直放置在水平向左的勻強磁場中,圓盤圓心處固定一個搖柄,邊緣和圓心處各有一個銅電刷與其緊貼,用導線將電刷與電阻R連接起來形成回路.轉(zhuǎn)動搖柄,使圓盤如圖示方向轉(zhuǎn)動.已知勻強磁場的磁感應強度為B,圓盤半徑為l,圓盤勻速轉(zhuǎn)動的角速度為ω.下列說法正確的是( )
A.圓盤產(chǎn)生的電動勢為 Bωl2 , 流過電阻R 的電流方向為從b到a
B.圓盤產(chǎn)生的電動勢為 Bωl2 , 流過電阻R 的電流方向為從a到b
C.圓盤產(chǎn)生的電動勢為Bωπl(wèi)2 , 流過電阻R 的電流方向為從b到a
D.圓盤產(chǎn)生的電動勢為Bωπl(wèi)2 , 流過電阻R 的電流方向為從a到b
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【題目】(1)利用下圖裝置可以做力學中的若干實驗,以下說法正確的是____(多選)。
A.用此裝置“研究勻變速直線運動”時,必須設法消除小車和木板間的摩擦阻力的影響
B.在用此裝置“探究加速度a與力F的關系”時,應使小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量
C.用此裝置“探究加速度a與力F的關系” 每次改變砝碼及砝碼盤總質(zhì)量后,不需要重新平衡摩擦力
D.用此裝置探究“探究功與速度變化的關系”實驗時,不需要平衡小車運動中所受摩擦力的影響。
(2)在用此裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”時,下列說法正確的是_______(多選)
A.先釋放紙帶再接通電源
B.拉小車的細線應盡可能與長木板平行
C.紙帶與小車相連端的點跡較密
D.輕推小車,拖著紙帶的小車能夠勻速下滑說明摩擦力已被平衡
(3)如圖所示是實驗時打出的一條紙帶,ABCD……為每隔2個打點取一計數(shù)點,據(jù)此紙帶可知小車在E點速度大小為_____m/s。
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【題目】如圖所示。水平傳送裝置由輪半徑均為的主動輪O1和從動輪O2及傳送帶等構成。兩輪軸心相距L=8.0m,輪與傳送帶不打滑,F(xiàn)用此裝置運送一袋面粉,已知面粉袋與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ=0.4,這袋面粉中間的面粉可不斷地從袋中滲出。
(1)當傳送帶以v0=4.0m/s的速度勻速運動時,將這袋面粉由左端O2正上方的A點輕放在傳送帶上后,這袋面粉由A端運送到O1正上方的B端所用時間為多少?
(2)要想盡快將這帶面粉由A端送到B端(設初速度仍為零),主動輪O1的轉(zhuǎn)速至少應為多大?
(3)由于面粉的滲漏,在運送這袋面粉的過程中會在深色傳送帶上留下白色的面粉的痕跡。這袋面粉在傳送帶上留下的痕跡最長能有多長(設袋的初速度仍為零)?此時主動輪的轉(zhuǎn)速應滿足何種條件?
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【題目】如圖所示,水平地面上方有一高度為H、界面分別為PQ、MN的勻強磁場,磁感應強度為B.矩形導線框abcd在磁場上方某一高度處,導線框ab邊長為l1 , bd邊長為l2 , 導線框的質(zhì)量為m,電阻為R.磁場方向垂直于線框平面,磁場高度H>l2 . 線框從某高處由靜止落下,當線框的cd邊剛進入磁場時,線框的加速度方向向下、大小為 ;當線框的cd邊剛離開磁場時,線框的加速度方向向上、大小為 .運動過程中,線框平面位于豎直平面內(nèi),上、下兩邊始終平行PQ.空氣阻力不計,重力加速度為g.求:
(1)線框開始下落時cd邊距離磁場上邊界PQ的高度h;
(2)cd邊剛離開磁場時,電勢差Ucd
(3)從線框的cd邊進入磁場至線框的ab邊剛進入磁場過程中,線框產(chǎn)生的焦耳熱Q;
(4)從線框的cd邊進入磁場至線框的ab邊剛進入磁場的過程中,通過線框?qū)Ь某一橫截面的電荷量q.
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【題目】如圖所示,一水平寬度為d、豎直范圍足夠大的勻強電場,場強為E,一帶電量為+q的粒子以不同的初速度從一側(cè)垂直電場方向進入電場,不計重力.則該粒子( )
A.能飛出電場,且初速度越大,飛出電場時的速度變化越小
B.能飛出電場,且初速度越小,飛出電場時的速度變化越小
C.當初速度小于某一個值,不能飛出電場
D.當初速度大于某一個值,不能飛出電場
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【題目】調(diào)整如圖所示電路的可變電阻R的阻值,使電壓表V的示數(shù)增大△U,在這個過程中( )
A.通過R1的電流增加,增加量一定等于
B.R2兩端的電壓減小,減少量一定等于△U
C.通過R2的電流減小,但減少量一定小于
D.路端電壓增加,增加量一定等于△U
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【題目】某同學設計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關系的實驗,如圖甲所示為實驗裝置簡圖.
(1)本實驗采用的科學方法是
A.控制變量法
B.理想實驗法
C.等效替代法
(2)實驗時,為減小誤差,要保證砂和砂桶的質(zhì)量(填“遠大于”,“遠小于”或“等于”)小車的質(zhì)量.
(3)圖乙是實驗中獲取的一條紙帶的一部分,其中0,1,2,3,4是計數(shù)點,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標出),計數(shù)點間的距離如圖所示,交流電的頻率為50Hz,打“3”計數(shù)點時小車的速度大小為m/s.
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