题目内容
【题目】【加试题】如图所示,在平面直角坐标系xoy中的有一个等腰直角三角形硬质细杆框架FGH,框架竖直放在粗糙的水平面上,其中FG与地面接触。空间存在着垂直于框架平面的匀强磁场,磁感应强度为B,FG的长度为8L,在框架中垂线OH上S(0,L)处有一体积可忽略的粒子发射装置,在该平面内向各个方向发射速度大小相等带正电大量的同种粒子,射到框架上的粒子立即被框架吸收.粒子的质量为m,电荷量为q,不计粒子间的相互作用以及粒子的重力.
(1)试问速率在什么范围内所有粒子均不可能打到框架上?
(2)如果粒子的发射速率为,求出框架上能被粒子打中的长度.
(3)如果粒子的发射速率仍为,某时刻同时从S点发出粒子,求从第一个粒子到达底边FG至最后一个到达底边的时间间隔.
【答案】(1)(2)(3)
【解析】(1)如图1所示,以OS为直径的粒子在运动过程中刚好不碰到框架上。
根据几何关系,
根据牛顿第二定律
可得满足的粒子均不可能碰到三角形框架.
(2)当粒子速率时,可求得其做圆周运动半径
如图2所示,当粒子的入射速度方向沿SO方向时,运动轨迹与FG相切于J点;当粒子的入射速度方向沿OS时,运动轨迹与FG相切于I点,介于这二者之间的入射粒子均可打在挡板FH上,挡板上被粒子打中的长度为图中IK之间的距离,其中
,
挡板上被粒子打中的长度
(3)如图所示最长时间为, 最短时间为T/6,
【题目】将两个金属电极锌片和铜片插入一个水果中就可以做成一个水果电池,通过前期查阅相关资料,得知其电动势约为1.3~2.0V,内阻约为400~800Ω。某兴趣小组为了精确测量水果电池的电动势和内阻利用滑动变阻器R(0-3kΩ),毫安表满偏电流3mA,电阻约10Ω)电压表 (量程0-2.0V,电阻约1000Ω),开关导线等设计了如图甲、乙两种实验电路。
(1)为了使结果更加精确,本实验应该选择_________图的电路(填“甲”或“乙”).
(2)按照所选电路进行实验,得到多组电压表示数U和电流表示数I,并记录在下表内.
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
电压 | 1.28 | 1.08 | 0.89 | 0.75 | 0.64 | 0.42 | 0.40 | 0.18 |
电流 | 0.47 | 0.84 | 1.23 | 1.48 | 1.69 | 1.87 | 2.13 | 2.52 |
请根据测量数据在答题卡的坐标纸中描出第5、6组数据,并作出U-I图线________.
(3)根据U-I图像,可知此水果电池的电动势为________V,内阻为______Ω(结果保留三位有效数字).