题目内容
【题目】如图所示,圆形区域内以直线AB为分界线,上半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.下半圆内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小未知,圆的半径为R.在磁场左侧有一粒子水平加速器,质量为m,电量大小为q的粒子在极板M右侧附近,由静止释放,在电场力的作用下加速,以一定的速度沿直线CD射入磁场,直线CD与直径AB距离为0.6R.粒子在AB上方磁场中偏转后,恰能垂直直径AB进入下面的磁场,之后在AB下方磁场中偏转后恰好从O点进入AB上方的磁场.则(带电粒子的重力不计)( )
A. 带电粒子带负电
B. 加速电场的电压为
C. 粒子进入AB下方磁场时的运动半径为0.1R
D. AB下方磁场的磁感应强度为上方磁场的6倍
【答案】ACD
【解析】
由于粒子在AB上方的磁场中向下偏转,由左手定则可以判断粒子带负电;
由几何关系求出粒子在上下磁场中做匀速圆周运动的半径,从而可以求出从C点入射的速度,从而求出加速电压;由半径关系就能知道上下方磁场的磁感应强度的关系
A.从C点入射的粒子向下做匀速圆周运动,即受到洛仑兹力向下,由左手定则知道粒子带负电,所以选项A正确.
B.由题意知,粒子在AB上方磁场中做匀速圆周运动的半径r1=0.6R,在电场中加速有:
在AB上方磁场中:
联立得:
所以选项B错误.
C.粒子在AB下方磁场中做匀速圆周运动,由几何关系:
解得r2=0.1R,所以选项C正确.
D.由洛仑兹力提供向心力得到半径:
由于r1=6r2,所以B2=6B1,所以选项D正确.
【题目】验证机械能守恒定律的方法很多,落体法验证机械能守恒定律就是其中的一种,图示是利用透明直尺自由下落和光电计时器来验证机械能守恒定律的简易示意图.当有不透光的物体从光电门间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间,所用的光电门传感器可测得最短时间为0.01ms.将挡光效果好、宽度d=3.8×10﹣3m的黑色磁带贴在透明直尺上,现将直尺从一定高度由静止释放,并使其竖直通过光电门.一同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间△ti与图中所示的高度差△hi,并将部分数据进行了处理,结果如图所示.(取g=9.8m/s2,表格中M=0.1kg为直尺的质量)
△ti(×10﹣3s) | vi=(m/s) | △Eki=Mvi2-Mv12(J) | △hi(m) | Mghi(J) | |
1 | 1.21 | 3.14 | ﹣ | ﹣ | ﹣ |
2 | 1.15 | 3.30 | 0.052 | 0.06 | 0.059 |
3 | 1.00 | 3.80 | 0.229 | 0.24 | 0.235 |
4 | 0.95 | 4.00 | 0.307 | 0.32 | 0.314 | 5 | 0.90 | ① | ② | 0.41 | ③ |
(1)从表格中的数据可知,直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用vi=求出的,请你简要分析该同学这样做的理由是:_____.
(2)表格中的数据①、②、③分别为_____、_____、_____.
(3)通过实验得出的结论是:_____.
(4)根据该实验,请你判断下列△Ek﹣△h图象中正确的是_____.