题目内容
【题目】如图所示,水平放置的平行金属板A和D间的距离为d,金属板长为L=d,两板间所加电压为U,D板的右侧边缘恰好是倾斜挡板NM上的一个小孔K,NM与水平挡板NP成60o角,且挡板足够长,K与N间的距离为。现有一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从A、D的中点O沿平行于金属板方向以某一速度射入,不计粒子的重力。该粒子穿过金属板后恰好穿过小孔K:
(1)求该粒子从O点射入时的速度大小v0;
(2)若两档板NM和NP所夹的整个区域存在一垂直纸面向外的匀强磁场,粒子经过磁场偏转后能垂直打在水平挡板NP上,求该磁场的磁感应强度的大小B0 ;
(3)若磁场方向变为垂直纸面向里,且只存在于两档板NM和NP所夹间的某一区域内,同样使该粒子经过磁场偏转后能垂直打在水平挡板NP上(之前与挡板没有碰撞),求满足条件的磁感应强度的最小值Bmin.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
试题(1)粒子在电场中做类平抛运动:
代入可得:
(2)射入的粒子在进入K时竖直方向的分速度为
水平方向:
竖直方向:
可得:即:,粒子垂直MN板入射………………….2.分
粒子到达K点时速度为:……………………….1分
由几何关系可得:粒子圆周运动半径为
且满足:
可得:
(3)磁场反向,如图,粒子从K点入射后做匀速直线运动从D点开始进入磁场,根据对称性,需偏转300o后从E点射出,做匀速直线运动垂直打到NP挡板上。
根据:可得:
要使B最小,则需使半径r最大,临界情况是轨迹刚好和挡板相切………………………..1分
由几何关系可得:
可得:
解得:
【题目】如图所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时,从若干纸带中选中的一条纸带的一部分,他每隔4个点取一个计数点,图中注明了他对各计数点间距离的测量结果.所接电源是频率为50 Hz的交流电.
(1)为了验证小车的运动是匀变速运动,请完成下表未填的空格_____;______。 (单位:cm)
x2-x1 | x3-x2 | x4-x3 | x5-x4 | x6-x5 |
|
1.60 | 1.55 | 1.53 | 1.61 |
各位移差与平均值最多相差________cm,由此可以得出结论:小车的运动是________.
(2)两个相邻计数点间的时间间隔Δt=________ s.
(3)小车的加速度的计算式a=________,加速度a=________ m/s2.
(4)计算打计数点B时小车的速度vB=________m/s.(最后两问计算结果都保留三位有效数值)