Question

（1）图1是电子射线管示意图．接电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下（Z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是

 

（填选项代号）
A．加一磁场，磁场方向沿Z轴负方向         B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向
C．加一电场，电场方向沿Z轴负方向         D．加一电场，电场方向沿y轴正方向

（2）如图2所示，小车放在斜面上，车前端栓有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连．起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离．启动打点计时器，释放重物，小车在重物的牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离．打点计时器使用的交流电频率为50Hz．图3中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如箭头所示．
①根据所提供纸带上的数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为

 

m/s²．（结果保留两位有效数字）
②打a段纸带时，小车的加速度是2.5m/s²．请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的

 

．
③如果取重力加速度10m/s²，由纸带数据可推算出重物与小车的质量比为

 

．

Answer 1

分析：（1）电子射线由阴极沿x轴方向射出，形成的亮线向下（z轴负方向）偏转，说明电子受到的洛伦兹力方向向下，将四个选项逐一代入，根据左手定则判断分析，选择可行的磁场方向．
（2）打点计时器打点的时间间隔是相等的，观察纸带上相邻点间的距离的变化，判断纸带的运动情况；根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小．

解答：解：（1）A、若加一沿z轴正方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿y轴负方向，亮线不偏转，不符合题意．故A错误．
B、若加一沿y轴正方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿z轴负方向，亮线向下偏转，符合题意．故B正确．
 C、若加一沿z轴负方向的电场，电子带负电，电场力方向向上，亮线向上偏转，不符合题意．故C错误．
 D、若加一沿y轴正方向的电场，电子带负电，电场力方向沿y轴负方向，亮线不偏转，不符合题意．故D错误．
故选：B．
（2）①C段的加速度为了减小误差，采用逐差法，有：
a_C=

△x

T2

=

0.0112+0.0132+0.0148-0.0173-0.0190-0.0208

9×0.022

=-5.0m/s²
②b段中只有2.98的位移最大，所以最大速度一定在2.98的区域，即D₄--D₅区域．
③c段时，a_C=-5m/s²，设斜面的夹角为θ，根据牛顿第二定律，有：
Mgsinθ=Ma_C
sinθ=

1

2

A段时，a_a=2.5m/s²，根据牛顿第二定律，有：
mg-Mgsinθ=（m+M）a_a
解得：
m：M=1：1．
故答案为：
（1）B；
（2）?5.0，?D₄--D₅?，1：1．

点评：本题第一问考查电偏转与磁偏转方向判断的能力，负电荷与电场方向相反，洛伦兹力方向由左手定则判断；第二问中解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，其中平衡摩擦力的原因以及做法应熟悉．