题目内容
【题目】如图所示,在x轴上方有垂直xoy平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B1=B0,在x轴下方有交替分布的匀强电场和匀强磁场,匀强电场平行于y轴,匀强磁场B2=2B0垂直于xoy平面,图象如图所示。一质量为m,电量为-q的粒子在时刻沿着与y轴正方向成60°角方向从A点射入磁场,时第一次到达x轴,并且速度垂直于x轴经过C点,C与原点O的距离为3L。第二次到达x轴时经过x轴上的D点,D与原点O的距离为4L。(不计粒子重力,电场和磁场互不影响,结果用B0、m、q、L表示。)
(1)求此粒子从A点射出时的速度υ0。
(2)求电场强度E0的大小和方向。
(3)粒子在时到达M点,求M点坐标。
【答案】(1)(2)(3)(9L,)
【解析】
试题分析:(1)设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R1,由牛顿第二定律得
①
根据题意由几何关系可得
②
联立① ②得
③
(2)粒子在第一象限磁场中运动的周期设为T1,可得
④
粒子在第四象限磁场中运动的周期设为T2,可得
⑤
根据题意由几何关系可得 ⑥
由④ ⑤ ⑥可得 ⑦ ⑧
综上可以判断3t0—4 t0粒子在第四象限的磁场中刚好运动半个周期,半径为
⑨
由牛顿第二定律得
⑩
2 t0—3 t0,粒子做匀减速直线运动,
qE=ma
综上解得
(3)由题意知,粒子在8 t0时刚在第四象限做完半个圆周运动,
x=9L
粒子在电场中减速运动的时间为t0,由运动学公式可得
联立③ ⑨ ⑩可解得
联立可得M点的坐标为
(9L,)
【题目】小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而变大,某同学利用实验探究这一现象。所提供的器材有:
代号 | 器 材 规 格 |
A | 电流表(A1) 量程0 - 0.6A,内阻约0.125Ω |
B | 电流表(A2) 量程0 - 3A,内阻约0.025Ω |
C | 电压表(V1) 量程0 - 3V,内阻约3kΩ |
D | 电压表(V2) 量程0 - 15V,内阻约15kΩ |
E | 滑动变阻器(R 1)总阻值约10Ω |
F | 滑动变阻器(R 2)总阻值约200Ω |
G | 电池(E)电动势3.0V,内阻很小 |
H | 导线若干,电键K |
该同学选择仪器,设计电路并进行实验,通过实验得到如下数据:
I/A | 0 | 0.12 | 0.21 | 0.29 | 0.34 | 0.38 | 0.42 | 0.45 | 0.47 | 0.49 | 0.50 |
U/V | 0 | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.20 | 1.40 | 1.60 | 1.80 | 2.00 |
①请你推测该同学选择的器材是:电流表为 ,电压表为 ,滑动变阻器为 (以上均填写器材代号)。
②请你推测该同学设计的实验电路图并画在图甲的方框中。
③请在图乙的坐标系中画出小灯泡的I — U曲线。
④若将该小灯泡直接接在电动势是 1.5 V,内阻是 2.0 Ω的电池两端,小灯泡的实际功率为 W。