题目内容
如图所示,两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上.两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场.将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面,从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴.调节电源电压至U,墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动;进入电场、磁场共存区域后,最后垂直打在下板的M点.
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(1)判断墨滴所带电荷的种类,并求其电荷量;
(2)求磁感应强度B的值;
(3)现保持喷口方向不变,使其竖直下移到两板中间的位置.为了使墨滴仍能到达下板M点,应将磁感应强度调至B′,则B′的大小为多少?
⑴
;⑵
;⑶B′=
。
【解析】
试题分析:(1)墨滴在电场区域做匀速直线运动,有q
=mg①(2分)
由①式得
②(2分)
由于电场方向向下,电荷所受电场力向上,可知墨滴带负电荷.(2分)
(2)墨滴垂直进入电、磁场共存区域,重力仍与电场力平衡,合力等于洛伦兹力,墨滴做匀速圆周运动,有qv0B=m
③(2分)
考虑墨滴进入磁场和撞板的几何关系,可知墨滴在该区域恰完成四分之一圆周运动,则半径R=d④(2分)
由②③④式得
.⑤(2分)
(3)根据题设,墨滴运动轨迹如图,设圆周运动半径为R′,有
qv0B′=m
⑥ (1分)
由图示可得
R′2=d2+(R′-
)2⑦(2分)
得R′=
d⑧ (1分)
联立②⑥⑧式可得
B′=
.(2分)
考点:带电粒子在匀强磁场中的运动、带电粒子在复合场中的运动
在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中。
⑴.(单选)在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时,我们用实验研究了小车“在质量一定的情况下,加速度和作用力的关系”;又研究了“在作用力一定的情况下,加速度和质量之间的关系”。这种研究物理问题的科学方法是( )
A.建立理想模型的方法 B.控制变量法
C.等效替代法 D.类比法
⑵.(单选)研究作用力一定时加速度与质量成反比的结论时,下列说法中正确的是( )
A.平衡摩擦力时,应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车质量时,要重新平衡摩擦力
C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源
D.在小车中增减砝码,应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量
⑶.某次实验中得到一条纸带,如图6所示,从比较清晰的点起,每5个计时点取一个计数点,分别标明0、l、2、3、4……,量得0与 1两点间距离x1=30mm,1与2两点间距离x2=36mm,2与3两点间距离x3=42mm ,3与4两点间的距离x4=48mm,则小车在打计数点2时的瞬时速度为_____ m/s,小车的加速度为_____m/s2。(每空2分)
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⑷.某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示:(小车质量保持不变)
F/N | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 |
a/m·s-2 | 0.10 | 0.20 | 0.28 | 0.40 | 0.52 |
①根据表中的数据在坐标图上作出a-F图象.(2分)
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②图线不过原点的原因可能是 ______________________.
③.图中的力F理论上指 ,而实验中却用 表示。(选填字母符号)
A.砂和砂桶的重力
B.绳对小车的拉力