题目内容
【题目】如图所示,在第一象限内,0<x≤a的区域Ⅰ中有垂直于纸面向里的匀强磁场,x>a的区域Ⅱ中有垂直于纸面向外的匀强磁场,两区域内磁场的磁感应强度大小均为B.沿y轴有一不计厚度的返回粒子收集器,内部距离原点为2a的P点有一粒子源,持续不断的沿x轴正方向发射速度大小不同的同种带电粒子,粒子的质量为m、电荷量为+q,不计粒子的重力,求:
(1) 进入区域Ⅱ磁场的粒子的最小速度;
(2) 粒子从P点射出到返回到收集器上的同一位置的运动时间;
(3) 要使所有返回区域Ⅰ磁场的带电粒子都能被收集器收集,求收集器的最小长度.
【答案】(1) (2) (3)4a-2a
【解析】
(1)根据临界情况是轨迹与边界相切求半径得到速度;根据要求作出轨迹图,由几何关系求时间.
(1)进入刚好进入区域Ⅱ磁场,则轨迹与边界相切,由几何关系:r1=a
在磁场中做匀速圆周运动
解得:
(2)粒子在左侧磁场运动的第一段轨迹对应的圆心角为60°
运动时间
解得:
(3)由几何关系:PN=2a
粒子速度最大且能返回到y轴的运动轨迹示意图如图所示:
由几何关系可得
2r3sinβ=2a
解得:r3=2a,β=30°
【题目】(1)某物理实验小组在使用多用电表按正确步骤测量某一电阻阻值,选择开关指在“×100”欧姆档,指针指示位置如下图所示,则此电阻的阻值是________Ω。
(2)然后他们用伏-安法来测未知电阻(电流表的内阻约1Ω,电压表的内阻约20kΩ);为了得到尽量多的数据、较精确测出电阻值,并要求电压从0开始调节,他们应选用下图中的______图所示电路进行实验。用此方法测出的电阻值比真实值偏________。(选填“小”或“大”)
(3)在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”实验中,某同学测得了七组数据(如下表)。
组别 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
U/v | 1.22 | 1.02 | 0.88 | 0.60 | 0.63 | 0.51 | 0.48 |
I/A | 0.2 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 1.0 |
①根据表中实验数据在图中已描好点,该同学也作出U—I图线;
从图线中得出,电源电动势E=_________V;内电阻r =_______Ω。
②若另一位同学未画出图线,只选用其中两组U和I的数据,根据公式E= U1+I1 r和E=U2+I2 r算出E和r,这样做可能得出误差很大的结果,则他选用其中第4组和第_____组数据时算得的结果误差大。