题目内容

如右图所示为一速度选择器,也称为滤速器的原理图.K为电子枪,由枪中沿KA方向射出的电子,速度大小不一.当电子通过方向互相垂直的均匀电场和磁场后,只有一定速率的电子能沿直线前进,并通过小孔S.设产生匀强电场的平行板间的电压为300 V,间距为5 cm,垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为0.06 T,问:

(1)磁场的方向应该垂直纸面向里还是垂直纸面向外?

(2)速度为多大的电子才能通过小孔S?

 

【答案】

(1)磁场方向垂直纸面向里 (2)1×105 m/s

【解析】(1)由题图可知,平行板产生的电场强度E方向向下.带负电的电子受到的电场力FE=eE,方向向上.若没有磁场,电子束将向上偏转,为了使电子能够穿过小孔S,所加的磁场施于电子束的洛伦兹力必须是向下的,根据左手定则分析得出,B的方向垂直于纸面向里.

(2)能够通过小孔的电子,其速率满足下式:evB=eE,解得:v=.又因为E=,所以v= m/s=1×105 m/s.即只有速率为1×105 m/s的电子可以通过小孔S.

 

练习册系列答案
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(1)当千分尺的小砧与测微螺杆合拢时,会听到“嗒”“嗒”声响,此时若套筒上可动刻度的零刻度线与固定刻度的零刻度线不重合,说明该千分尺存在零误差,如图甲所示,用这个千分尺去测量长度时,实际长度就是读数与这个零误差的修正值.若用这个千分尺测某滚珠直径时的显示如图乙所示,此时读数为___________________mm,则滚珠的实际直径d0=________________mm。

(2)卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态,物体对支持面几乎没有压力,所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量.假设某同学在这种环境设计了如右图所示装置(图中O为光滑的小孔)来间接测量物体的质量:给待测物体一个初速度,使它在桌面上做匀速圆周运动.设航天器中具有基本测量工具.

①物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计,原因是___________________________;

②实验时需要测量的物理量是_______________________________;

③待测物体质量的表达式为m=______________________________。

(3)有一待测的电阻器Rx,其阻值约在40—50 Ω之间,实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有:

电压表V(量程0—10 V,内电阻约20 kΩ) ;电流表A1,(量程0—500 mA,内电阻约20 Ω);电流表A2,(量程0—300 mA,内电阻约4 Ω) ;滑动变阻器R1,(最大阻值为10 Ω,额定电流为2 A) ;滑动变阻器R2(最大阻值为250 Ω,额定电流为0.1 A);直流电源E(电动势为9V,内电阻约为0.5 Ω);开关及若干导线.实验要求电表读数从零开始变化,并能多测出几组电流、电压值,以便画出I-U图线.

①电流表应选用____________。②滑动变阻器选用____________(选填器材代号).

(1)(6分)某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验,实验装置如图所示,图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器.实验时测得小物体上宽度为d的挡光片通过A的挡光时间为t1,通过B的挡光时间为t2.为了证明小物体通过A、B时的机械能相等,还需要进行一些实验测量和列式证明.

①(单选)选出下列还需要的实验测量步骤

A.用天平测出运动小物体的质量m

B.测出A、B两传感器之间的竖直距离h

C.测出小物体释放时离桌面的高度H

D.用秒表测出运动小物体通过A、B两传感器的时间△t

②若该同学用d和t的比值来反映小物体经过A、B光电门时的速度,并设想如果能满足________________________关系式,即能证明在自由落体过程中小物体的机械能是守恒的.

(2)(12分)①为测量某电阻丝R的电阻值,某同学用多用电表粗测其电阻.用已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”档位的多用电表测量,发现指针的偏转角度太大,这时他应将选择开关换成欧姆挡的“     ”档位(选填“×100”或“×1”),然后进行           ,再次测量电阻丝的阻值,其表盘及指针所指位置如右图所示,则此段电阻丝的电阻为       Ω.

 

②如图所示,用伏安法测电源电动势和内阻的实验中,在电路中接一阻值为2Ω的电阻R0,通过改变滑动变阻器,得到几组电表的实验数据:

U(V)

1.2

1.0

0.8

0.6

I(A)

0.10

0.17

0.23

0.30

I.R0的作用是                   

II.用作图法在坐标系上作出U-I图线;

III.利用图线,测得电动势E=         V,内阻r =        Ω。(结果保留两位有效数字)

 

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