题目内容
10.(1)若两极板间先施加电压U1 恰好使荧光屏上?亮点,再加垂直纸?的匀强磁场 B1 使电?重新打到 O点,求电??荷;
(2)若两极板间先加垂直纸?的匀强磁场B2 恰好使荧光屏上?亮点,再在两极板间施加电压U2 使电?重新打到O点,求电??荷.
分析 (1)只加电场时,电子做类平抛运动,切得电子竖直位移的表达式;再加磁场时受力平衡,将两式联立即可求解比荷;
(2)先加磁场时,电子做圆周运动,由几何关系得到半径,再得到向心力的表达式;再加电场时受力平衡,将两式联立即可求解比荷.
解答 解:(1)两极板间先施加电压U1 恰好使荧光屏上?亮点,则电子打在极板右边界上;
设电子经过高压加速后的速度为v,那么电子进入两极板后做类平抛运动,则有:$\frac{1}{2}d=\frac{1}{2}a{t}^{2}=\frac{1}{2}×\frac{{U}_{1}e}{md}×(\frac{l}{v})^{2}$;
再加垂直纸?的匀强磁场 B1 使电?重新打到 O点,则粒子离开两极板时的速度方向为水平方向,所以,电子在两极板间受力平衡,则有:${B}_{1}ve=\frac{{U}_{1}}{d}e$;
所以,电??荷$\frac{e}{m}=\frac{{d}^{2}}{{U}_{1}}(\frac{v}{l})^{2}=\frac{{d}^{2}}{{U}_{1}{l}^{2}}•(\frac{{U}_{1}}{{B}_{1}d})^{2}=\frac{{U}_{1}}{{{B}_{1}}^{2}{l}^{2}}$;
(2)若两极板间先加垂直纸?的匀强磁场B2 恰好使荧光屏上?亮点,则电子打在极板右边界上;
那么设电子做圆周运动的半径为R,则有${R}^{2}={l}^{2}+(R-\frac{1}{2}d)^{2}$,所以,$R=\frac{{l}^{2}+\frac{1}{4}{d}^{2}}{d}$;
又有电子做圆周运动,洛伦兹力做向心力,所以,${B}_{2}ve=\frac{m{v}^{2}}{R}$;
在两极板间施加电压U2 使电?重新打到O点,则粒子离开两极板时的速度方向为水平方向,所以,电子在两极板间受力平衡,则有:${B}_{2}ve=\frac{{U}_{2}}{d}e$;
所以,电子比荷$\frac{e}{m}=\frac{v}{{B}_{2}R}=\frac{\frac{{U}_{2}}{{B}_{2}d}}{{B}_{2}R}$=$\frac{{U}_{2}}{{{B}_{2}}^{2}({l}^{2}+\frac{1}{4}{d}^{2})}$;
答:(1)若两极板间先施加电压U1 恰好使荧光屏上?亮点,再加垂直纸?的匀强磁场 B1 使电?重新打到 O点,则电??荷为$\frac{{U}_{1}}{{{B}_{1}}^{2}{l}^{2}}$;
(2)若两极板间先加垂直纸?的匀强磁场B2 恰好使荧光屏上?亮点,再在两极板间施加电压U2 使电?重新打到O点,则电??荷为$\frac{{U}_{2}}{{{B}_{2}}^{2}({l}^{2}+\frac{1}{4}{d}^{2})}$.
点评 带电粒子的运动问题,先分析带电粒子的受力情况,然后由牛顿第二定律求得加速度,进而和运动状态联系起来,再根据几何关系即可求解.
| A. | 随着科技的发展,我国的同步卫星定位在北京上空 | |
| B. | 由于不同国家的经济条件不同,因此发射的同步卫星距离地面高度也不同 | |
| C. | 与现在相比,同步卫星的线速度、角速度、向心加速度均变大 | |
| D. | 所有同步卫星的运动方向均为自西向东,但与现在相比,距地面的高度变大 |
| A. | 甲乙同时出发 | |
| B. | 在t1-t2时间内,甲做匀速运动 | |
| C. | 甲开始运动时,乙在甲前x0处 | |
| D. | 甲在中途停留了一会儿,但最终还是追上了乙 |
| A. | b车启动时,a车在其前方2m处 | |
| B. | 运动过程中,b车落后a车的最大距离为4m | |
| C. | b车启动3s后正好追上a车 | |
| D. | b车超过a车后,两车不会再相遇 |
| A. | S1 的运动周期大于 S2 | B. | S1 的向心力大于 S2 | ||
| C. | S1 的速度小于 S2 | D. | S1 的加速度小于 S2 |
(1)挂钩码前,为了消除摩擦力的影响,应调节木板右侧的高度,直至向左轻推小车观察到小车做匀速运动.
(2)挂上钩码,按实验要求打出的一条纸带如图2所示.选择某一点为O,一次每隔4个计时点取一个计数点.用刻度尺量出相邻计数点间的距离△x,记录在纸带上.计算打出各计数点时小车的速度v,其中打出计数点“1”时小车的速度v1=0.228m/s.
(3)将钩码的重力视位小车受到的拉力,取g=9.80m/s2,利用W=mg△x算出拉力对小车做的功W.利用Ek=$\frac{1}{2}$Mv2算出小车动能,并求出动能的变化量△Ek.计算结果见下表.
| W/×10-3J | 2.45 | 2.92 | 3.35 | 3.81 | 4.26 |
| △Ek/×10-3J | 2.31 | 2.73 | 3.12 | 3.61 | 4.00 |
(4)实验结果表明,△Ek总是略小于W.某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的.用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=0.093N.
| A. | 当船沿某一方向渡河,可能垂直渡到对岸 | |
| B. | 当船头垂直河岸横渡时,过河所用时间最短 | |
| C. | 船到达对岸的最小位移为500m | |
| D. | 该船渡河的速度最小是4m/s |