题目内容
【题目】在真空中存在着如图所示的多层紧密相邻的甲型区和乙型区,甲型区和乙型区的宽度均为d.甲型区为真空;乙型区存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场强度为E,方向竖直向上;磁感应强度为B,方向水平垂直纸面向里,边界互相平行且与电场方向垂直.一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在第1层上边界某处由静止释放,粒子始终在甲乙区中运动,不计粒子运动时的电磁辐射,已知qE=mg.
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(1)求粒子在第2层乙型区中运动时速度v2的大小与轨迹半径r2;
(2)粒子从第10层乙型区下边界穿出时,速度的方向与竖直向下方向的夹角为θ10,试求sin θ10的值.
【答案】(1)
,
(2)![]()
【解析】
(1)粒子在混合场中加速,由动能定理可求得进入第2层时的速度;再由洛仑兹力充当向心力可求得半径;
(2)根据电场力做功可明确速渡,再根据洛仑兹力充当向心力找出第10层中的半径关系,由数学规律可得出通项式,即可求出sinθ10;
(1)粒子在乙型区受力qE=mg,则合力为洛伦兹力.
粒子在进入第2层乙型区时,经过两次甲型区加速,
由动能定理,有:![]()
解得:![]()
粒子在第2层乙型区中,洛伦兹力充当向心力:![]()
解得:![]()
(2)解法一:粒子从第10层乙型区下边界穿出时,速度为v10,其水平分量为v10x,
由动能定理有:![]()
解得:![]()
由动量定理:有∑BqvyΔt=mv10x
即:10Bqd=mv10x
解得:![]()
综合得:
解法二:如图:r10sin θ10-r10sin α10=d ①
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显然v10sin α10=v9sin θ9 ②(甲型区为类抛体运动)
,
,
②
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即:r10sin θ10-r9sin θ9=d,
同理r9sin θ9-r8sin θ8=d
r10sin θ10=r1sin θ1+9d
显然r1sin θ1=d
r10sin θ10=10d
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【题目】一同学测量某干电池的电动势和内阻.
(1)如图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路.请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处__________;____________.
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(2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I,以及计算的
数据见下表:
根据表中数据,在答题卡的方格纸上作出
关系图像___________.由图像可计算出该干电池的电动势为_________V;内阻为__________Ω.
R/Ω | 8.0 | 7.0 | 6.0 | 5.0 | 4.0 | |
I/A | 0.15 | 0.17 | 0.19 | 0.22 | 0.26 | |
| 6.7 | 6.0 | 5.3 | 4.5 | 3.8 |
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(3)为了得到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端.调节电阻箱,当电流表的示数为0.33 A时,电压表的指针位置如图所示,则该干电池的电动势应为_______V;内阻应为_____Ω.