题目内容
【题目】如图所示,空间中存在着水平向右的匀强电场,电场强度大小为,同时存在着水平方向的匀强磁场,其方向与电场方向垂直,磁感应强度大小B=0.5 T。有一带正电的小球,质量m=1×10–6 kg,电荷量q=2×10–6 C,正以速度v在图示的竖直面内做匀速直线运动,当经过P点时撤掉磁场(不考虑磁场消失引起的电磁感应现象),取g=10 m/s2。求:
(1)小球做匀速直线运动的速度v的大小和方向;
(2)从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t。
【答案】(1)v=20 m/s 速度v的方向与电场E的方向之间的夹角为θ=60° (2) t==3.5 s
【解析】(1)小球做匀速直线运动时,受力如图,
其所受的三个力在同一平面内,合力为零,则有:,
带入数据解得:,
速度v的方向与电场E的方向之间的夹角满足:
解得:,则;
(2)撤去磁场后,由于电场力垂直于竖直方向,它对竖直方向的分运动没有影响,以P点为坐标原点,竖直向上为正方向,小球在竖直方向上做匀减速直线运动,其初速度为,
若使小球再次穿过P点所在的电场线,仅需小球的竖直方向的分位移为零,则有:
联立解得:
【题目】某实验小组要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,实验原理如图所示,要求当热敏电阻的温度达到或超过60oC时,系统报警。该热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示。
t/oC | 30.0 | 40.0 | 50.0 | 60.0 | 70.0 | 80.0 |
Rt/Ω | 220.0 | 165.0 | 130.0 | 100.0 | 80.0 | 70.0 |
可供选用的器材有:
A.电源E1(3V,内阻不计)
B.电源E2(9V,内阻不计)
C.滑动变阻器R1(0~100Ω)
D.滑动变阻器R2(0~1000Ω)
E.热敏电阻Rt
F.报警器(电阻不计,流过的电流超过40mA就会报警,超过80mA将损坏)
G.开关S
H.导线若干
(1)电路中电源应选用______,滑动变阻器应选用______;(填器材前的代号)
(2)实验中发现电路不工作。某同学为排查电路故障,用多用电表测量各接点间的电压,则应将选择开关旋至______(选填“直流2.5V”,“直流10V”,“交流2.5V”)档,合上开关S,用调节好的多用电表进行排查,现测量a、b和a、c两点间的电压,则接在a点的应是______(填“红”或“黑”)表笔,若接入a、b时示数为零,接入a、c时指针偏转,若电路中只有一处故障,则电路故障为______;
(3)排除故障后,将热敏电阻置于温控室中,调整温控室的温度为60oC,将开关S闭合,调整滑动变阻器,当报警器刚开始报警时,滑动变阻器接入电路的阻值为______Ω,若要求降低报警温度,则滑动触头应该向______移动(填“左”或“右”)。