题目内容
(14分)(2013成都检测)如右图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100 V的电场加速后,从两平行金属板的中间水平进入偏转电场中,微粒从金属板边缘射出电场时的偏转角θ=30°,并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6 cm的匀强磁场区域.微粒重力忽略不计.求:
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(1)带电微粒进入偏转电场时的速率v1;
(2)偏转电场中两金属板间的电压U2;
(3)为使带电微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强B至少多大?
(1)1.0×104 m/s (2)66.7 V (3)0.1 T
【解析】
试题分析:(1)带电微粒经加速电场加速后速率为v1,根据动能定理有U1q=
m![]()
v1==1.0×104m/s.
(2)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用,设微粒进入磁场时的速度为v′,则
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v′=![]()
得出v′=
v1.
由动能定理有
m(v′2-v
)=q![]()
解得U2=66.7 V.
(3)带电微粒进入磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,设微粒恰好不从磁场右边射出时,做匀速圆周运动的轨道半径为R,由几何关系知
R+
=D
由牛顿运动定律及运动学规律
qv′B=
,
得B=0.1 T.
若带电粒子不射出磁场,磁感应强度B至少为0.1 T.
考点:本题考查带电粒子在电场中的加速、类平抛运动,及粒子在磁场中的运动。
(13分)利用图中所示的装置可以研究自由落体运动,并测重力加速度.
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(1)实验中需要调整好仪器,接通打点计时器的电源,松开纸带,使重物下落,打点计时器会在纸带上打出一系列小点.
①为了测试重物下落的加速度,还需要的实验器材有 .(填入正确选项前的字母)
A.天平 B. 秒表 C. 米尺
②若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重物加速度值,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个你认为可能引起此错误差的原因: 。
(2)在打出的纸带上取得连续的清晰的7个点,打点计时器所用电源的频率为50Hz。用米尺测得第1、2、3、4、5、6各点与第0点的距离d如下表:
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点的次序 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
距离d(厘米) | 0 | 6.0 | 12.5 | 19.3 | 26.5 | 34.1 | 42.1 |
利用这些数据:
①测出当地重力加速度g值为__ ;(取三位有效数字);
②打第1点时纸带运动的速度是 m/s;(取三位有效数字);
③第0点 (选填“是”或“不是”)自由落体运动的起点,判断理由是 .