题目内容
【题目】如图所示,M、N、P为很长的平行边界面,M、N与M、P间距分别为l1、l2,其间分别有磁感应强度为B1和B2的匀强磁场区,Ⅰ和Ⅱ磁场方向垂直纸面向里,B1≠B2,有一带正电粒子的电量为q,质量为m,以某一初速度垂直边界N及磁场方向射入MN间的磁场区域.不计粒子的重力.求:
(1)要使粒子能穿过Ⅰ磁场进入Ⅱ磁场,粒子的初速度v0至少应为多少?
(2)若粒子进入磁场的初速度v1=,则粒子第一次穿过Ⅰ磁场的时间t1是多少?
(3)粒子初速度v为多少时,才可恰好穿过两个磁场区域.
【答案】(1);
(2);
(3).
【解析】解:(1)粒子的初速度为v0时恰好能进入Ⅱ磁场,则进入Ⅱ磁场时速度恰好沿M边界,所以半径为r=l1,则
B1qv0=
解得:
(2)粒子在磁场中运动,
B1q
解得:r1=2l1
粒子在Ⅰ磁场中作匀速圆周对应的圆心角为α,
sinα==
所以:α=
所以第一次穿过Ⅰ磁场的时间为:=
(3)设粒子速度为v时,粒子在B2磁场中的轨迹恰好与P边界相切,轨迹如图所示,
由Bqv=可得:,
sinθ==
粒子在B2中运动有:R2﹣R2sinθ=l2
解得:v=
答:(1)要使粒子能穿过Ⅰ磁场进入Ⅱ磁场,粒子的初速度v0至少应为;
(2)若粒子进入磁场的初速度,则粒子第一次穿过Ⅰ磁场的时间t1是;
(3)粒子初速度v为时,才可恰好穿过两个磁场区域.
【题目】某实验小组测定水果电池的电动势和内电阻,所用的器材有:
水果电池E:电动势约为1V; 电流表A:量程10mA,内阻约为几欧;
电压表V:量程1V,内阻RV=3kΩ; 滑动变阻器Rp:最大阻值200Ω;
电阻箱R:最大阻值9999Ω; 开关S,导线若干。
(1)该实验小组设计了如图1所示的电路,实验中无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现电流表的示数及变化均很小,且电压表的示数变化很小,分析其原因是_____________________。
(2)该实验小组经过分析设计了如图所示的电路,实验步骤如下:
第一步:闭合开关S,多次调节电阻箱,记下电压表的示数U和电阻箱相应的阻值R,并计算出对应的 与 的值。
第二步:以为纵坐标,为横坐标,作出-图线(用直线拟合)。
第三步:求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。
请回答下列问题:
(3)实验得到的部分数据如下表所示,其中当电阻箱的电阻R= 2000Ω时电压表的示数如图所示。读出数据,完成下表。答:①________________,②________________________。
R/Ω | 9000 | 6000 | 5000 | 4000 | 3000 | 2000 |
R-1/10-4Ω-1 | 1.11 | 1.67 | 2.00 | 2.50 | 3.33 | 5.00 |
U/V | 0.53 | 0.50 | 0.48 | 0.46 | 0.43 | ① |
U-1/V-1 | 1.9 | 2.0 | 2.1 | 2.2 | 2.3 | ② |
(4)若根据-图线求得直线的斜率k=2.0×103Ω/V,截距,则该水果电池的电动势E=_______________V,内阻r=_________________________Ω。