题目内容
【题目】如图所示,xoy坐标系中,在y<0的范围内存在足够大匀强电场,方向沿y轴正方向,在0<y<2d的区域内分布有垂直于xoy平面向里的匀强磁场。在y=2d处放置一垂直于y轴的足够大金属板ab,带电粒子打到板上即被吸收,如果粒子轨迹与板相切则刚好不被吸收。一质量为m、电量为+q的粒子以初速度v0由P(0,﹣d)点沿x轴正方向射入电场,第一次从Q(1.5d,0)点经过x轴。粒子重力不计。求:
(1)匀强电场的电场强度E
(2)要使粒子不打到挡板上,磁感应强度B应满足的条件;
(3)若粒子恰好不打在挡板上,粒子第四次经过x轴时的坐标。
【答案】(1)(2)B≥(3)(0.5d,0)
【解析】
(1)粒子在电场中做类平抛运动,
水平方向:
1.5d=v0t
竖直方向:
d=
解得:
E=
(2)粒子进入磁场时与x轴夹角为:
θ=atctan=arctan=arctan=53°
粒子进入磁场时的速度为:
v=
粒子运动轨迹与挡板相切时粒子刚好不打在挡板上,由几何知识得:
r+rcos53°=2d
解得:
r=
粒子做圆周运动,由牛顿第二定律得:qvB=m,解得:
B=
粒子不打在挡板上,磁感应强度需要满足的条件是:B≥;
(3)粒子从磁场进入电场后在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做类竖直上抛运动,在水平方向的位移为:
2×1.5d=3d
粒子第四次到达x轴时:
x=1.5d﹣2rsin53°+3d﹣2rsin53°=0.5d
粒子第四次经过x轴时的坐标(0.5d,0);
【题目】某兴趣小组在查阅资料后发现,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,半导体材料的电阻率则随温度的升高而减小。
(1)如(甲)是某种材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象。图中R0表示0℃时的电阻,k表示图线斜率。若用该电阻与电池(E、r)、电流表A(内阻为Rg)、滑动变阻器R1串联起来。连接成如图(乙)所示的电路,用该电阻做测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“电阻温度计”。使用“电阻温度计”前,先要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值,若温度t1<t2,则t1的刻度应在t2的_____(填“左侧”或“右侧”);在标识“电阻温度计”的温度刻度时,需要弄清所测温度和电流的对应关系,请写出所测温度t与电流I之间的关系式t=_____(用题中所给物理量表示)
(2)在研究用某种导电材料制成的用电器Z的导电规律时,兴趣小组利用如图(丙)所示的分压电路测得其电压与电流的关系如下表所示:
U(V) | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.20 | 1.50 | 1.60 |
I(A) | 0.20 | 0.45 | 0.80 | 1.80 | 2.81 | 3.20 |
U2 | 0.16 | 0.36 | 0.64 | 1.44 | 2.25 | 2.56 |
根据表中数据,可以判断用电器件Z可能由_____材料组成;为了找出用电器Z的电流I随电压U之间的变化规律,小组成员又在表格中计算了U2的值,请根据表中数据在丁图中画出I﹣U2的图象_____,并根据图象大致判断I与U2之间的关系为_____