题目内容
【题目】如图所示,在0<y<yM的空间中存在匀强电场,电场方向沿y轴负方向;在y<0的空间中,存在匀强磁场,磁场方向垂直xy平面(纸面)向外,磁感应强度为B;将某一正粒子放射源置于M点,其向各方向射出的粒子速度大小均为v0、质量均为m、电荷量均为q,其中,水平向右射入电场的粒子,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示。不计粒子重力,求:
(1)M、N两点间的电势差;
(2)粒子从M点经N点运动到P点的总时间;
(3)粒子第一次从磁场回到电场时打在x轴上的范围。
【答案】(1)(2)(3)
【解析】
粒子从M点经N点作类平抛运动,求出粒子在N点的合速度,由动能定理即可求出电势差;时间包括类平抛运动时间和在磁场中运动的时间;分别求出粒子从M点水平向右的情形,将打在x轴上最右端的点,粒子从M点水平向左的情形,将打在x轴上最左端的点,即可求出范围。
(1)粒子运动轨迹如图所示:
粒子从M点经N点作类平抛运动,粒子在N点的合速度为
由动能定理,
解得:
(2)粒子从N点射入磁场作匀速圆周运动,由
解得:
类平抛运动的时间,
解得:
磁场中运动周期,运动时间
粒子从M点经N点运动到P点的总时间:
(3)粒子从M点水平向右的情形,将打在x轴上最右端的点
粒子从M点水平向左的情形,将打在x轴上最左端的点
粒子打在x轴上的距离(或)
【题目】一同学测量某干电池的电动势和内阻.
(1)如图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路.请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处__________;____________.
(2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I,以及计算的数据见下表:
根据表中数据,在答题卡的方格纸上作出关系图像___________.由图像可计算出该干电池的电动势为_________V;内阻为__________Ω.
R/Ω | 8.0 | 7.0 | 6.0 | 5.0 | 4.0 | |
I/A | 0.15 | 0.17 | 0.19 | 0.22 | 0.26 | |
/A–1 | 6.7 | 6.0 | 5.3 | 4.5 | 3.8 |
(3)为了得到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端.调节电阻箱,当电流表的示数为0.33 A时,电压表的指针位置如图所示,则该干电池的电动势应为_______V;内阻应为_____Ω.