题目内容
【题目】一圆筒的横截面如图所示,圆心为O筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。圆筒下面有带等量异种电荷的平行金属板M、N,板间距为d质量为m、电荷量为q的带正电粒子自M板边缘的P处静止释放,经N板的小孔S以速度v沿半径SO方向射入磁场中。粒子与圆筒壁发生两次碰撞后仍从S孔射出,设粒子与圆筒壁碰撞过程中没有能量损失且电荷量保持不变,不计粒子重力。下列说法中正确是( )
A.圆筒的半径为
B.MN间电场的场强大小为
C.带电粒子在如图所示的系统中做周期性运动,周期
D.将磁感应强度增大到适当的值,带电粒子在圆筒中可以经过更多次碰撞,最后从S孔射出
【答案】AD
【解析】
如图所示
A.粒子进入磁场后做匀速圆周运动,运用几何关系作出圆心为,圆半径为r,设第一次碰撞点为A,因为粒子与圆通发生两次碰撞又从S孔射出,因此,SA弧所对的圆心角
由几何关系得
粒子运动过程中洛伦兹力充当向心力,由牛顿第二定律得
联立解得
故A正确;
B.设两板间的电压为U,由动能定理的
由匀强电场中电势差与电场强度的关系得
联立上式得
故B错误;
C.带电粒子电场中运动的时间为t1,则有
在磁场中运动时每段轨迹对应的圆心角为
在磁场中运动的时间为
带电粒子在如图所示的系统中做周期性运动,周期为
故C错误;
D.增大磁感应强度,粒子运动半径将会减小,在磁场中与圆筒碰撞的次数会增多,粒子可以与圆筒碰撞4次、5次…从S射出,所以将磁感应强度增大到适当的值,带电粒子在圆筒中可以经过更多次碰撞。最后从S孔射出,故D正确。
【题目】为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如图所示的装置进行实验.实验中,当木块A位于水平桌面上的O点时,重物B刚好接触地面.将A拉到P点,待B稳定后静止释放,A最终滑到Q点.分别测量OP、OQ的长度h和s.改变h,重复上述实验,分别记录几组实验数据.
(1)实验开始时,发现A释放后会撞到滑轮.请提出两个解决方法._________
(2)请根据下表的实验数据在下图中作出s-h关系的图象.
(____)
h/cm | 20.0 | 30.0 | 40.0 | 50.0 | 60.0 |
s/cm | 19.5 | 28.5 | 39.0 | 48.0 | 56.5 |
(3)实验测得A、B的质量分别为m=0.40 kg、M=0.50 kg.根据s-h图象可计算出A木块与桌面间的动摩擦因数μ=________(结果保留一位有效数字).
(4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果________(选填“偏大”或“偏小”).