题目内容

【题目】如图所示,虚线左侧有一场强为的匀强电场,在两条平行的虚线和之间存在着宽为、电场强度为的匀强电场,在虚线右侧相距为处有一与电场平行的屏.现将一电子(电荷量为,质量为)无初速度地放入电场中的点(点离两场边界距离为),最后电子打在右侧的屏上, 连线与屏垂直,垂足为,求:

(1)电子从释放到刚射出电场出时的速度大小.

(2)电子刚射出电场时的速度方向与连线夹角的正切值.

(3)电子打到屏上的点到点的距离.

【答案】(1)(2)(3)

【解析】试题分析:(1)电子在左侧电场初速度为零的匀加速直线运动,根据动能定理求解射出加速电场的速度;在电场E2中做类平抛运动,速度偏转角为;作出带电粒子的运动轨迹,根据几何关系可求得电子打到屏上的点P′到点O的距离.

(1)根据动能定理可得,解得.

(2)设电子射出电场时沿平行电场线方向的速度为

由牛顿第二定律得:电子进入电场E2时的加速度为: , ,

电子刚射出电场时的速度方向与AO连线夹角的正切值为;

联立得;

(3)如图,设电子在电场中的偏转距离为, ;

电子在电场离开电场后沿平行电场方向偏移距离为,

故电子打到屏上的点到点的距离.

练习册系列答案
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【题目】如图所示,固定在上、下两层水平面上的平行金属导轨MN、M′N′和OP、O′P′间距都是l,二者之间固定两组竖直半圆形轨道PQM和P′Q′M′,两轨道间距也均为l,且PQM和P′Q′M′的竖直高度均为4R,两个半圆形轨道的半径均为R.轨道的QQ′端、MM′端的对接狭缝宽度可忽略不计,图中的虚线为绝缘材料制成的固定支架,能使导轨系统位置固定.将一质量为m的金属杆沿垂直导轨方向放在下层金属导轨的最左端OO′位置,金属杆在与水平成θ角斜向上的恒力作用下沿导轨运动,运动过程中金属杆始终与导轨垂直,且接触良好.当金属杆通过4R距离运动到导轨末端PP′位置时其速度大小.金属杆和导轨的电阻、金属杆在半圆轨道和上层水平导轨上运动过程中所受的摩擦阻力,以及整个运动过程中所受空气阻力均可忽略不计.

(1)已知金属杆与下层导轨间的动摩擦因数为μ,求金属杆所受恒力F的大小;

(2)金属杆运动到PP′位置时撤去恒力F,金属杆将无碰撞地水平进入第一组半圆轨道PQ和PQ′,又在对接狭缝Q和Q′处无碰撞地水平进入第二组半圆形轨道QM和Q′M′的内侧,求金属杆运动到半圆轨道的最高位置MM′时,它对轨道作用力的大小;

(3)若上层水平导轨足够长,其右端连接的定值电阻阻值为r,导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中.金属杆由第二组半圆轨道的最高位置MM′处,无碰撞地水平进入上层导轨后,能沿上层导轨滑行.求金属杆在上层导轨上能滑行的最大距离.

【题目】在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准。

(1)用螺旋测微器测量待测金属丝的直径,从图1中的示数可读出该次测量金属丝的直径D为_______mm。

(2)用伏安法测量待测金属丝接入电路部分的电阻Rx(约为5),现有电池组(3 V,内阻1)、电压表(0——3 V,内阻约3 k),开关和导线若干,以及下列仪器可供选择:

A.电流表(0——3 A,内阻约0.025)

B.电流表(0——0.6 A,内阻约0.125)

C.滑动变阻器(0——20,额定电流2 A)

D.滑动变阻器(0——200,额定电流1.5 A)

为了减小误差,在实验中电流表应选用_______,滑动变阻器应选用_______(选填字母代号)。

(3)根据第(2)问中选择的实验仪器,应选择图2中_______电路进行实验(选填“甲”或“乙”)。

(4)闭合开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数和电压表示数。某次测量两电表示数如图3所示,可求得该金属丝的阻值Rx=_______Ω(保留两位有效数字)。

(5)若待测金属丝接入电路部分的长度为l,直径为D,电阻为Rx,计算金属丝电阻率的表达式为ρ=_______(用已知字母表示)。

(6)按第(3)问中所选的电路进行测量,在不损坏电表的前提下,将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端,随着滑片P移动距离x的增加,电流表的示数I也随之增加,下列反映I随x变化趋势的示意图中正确的是_______(选填字母代号)。

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