题目内容


竖直平行放置的两个金属板A、K连在如图所示的电路中.电源电动势E= 91 V,内阻r=1Ω,定值电阻R1=l0,滑动变阻器R2的最大阻值为80, S1、S2为A、K板上的两个小孔,S1S2的连线水平,在K板的右侧有一个水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0. 10 T,方向垂直纸面向外.另有一水平放置的足够长的荧光屏D,如图H=0.2m.电量与质量之比为2.0×l05C/kg的带正电粒子由S1进入电场后,通过S2向磁场中心射去,通过磁场后打到荧光屏D上.粒子进入电场的初速度、重力均可忽略不计.

  (1) 两个金属板AK各带什么电?

(2)如果粒子垂直打在荧光屏D上,求粒子在磁场中运动的时间和电压表的示数为多大?

  (3 ) 调节滑动变阻器滑片P的位置,当滑片到最左端时,通过计算确定粒子能否打到荧光屏?.


解:

(1)A极板带正电,(1分)K极板带负电(1分)

(如果只答“A极板带正电”或“K极板带负电” ,给1分)

(2)当粒子垂直打到D板上时,有粒子做圆周运动的半径 R=H     (1分)

设粒子的电荷量为q,质量为m,从S2穿出的速度为v0

由牛顿运动定律得:    …………………………(2分)…

  (1分)           =7.9×10-5  s   (1分)

两极板间的电压U即为电压表的读数,由动能定理:

                             (2分)

联立得 U= 40V(1分)

(3)由题知,当滑片到左端时,R有最小值,两极板间的电压最小。

由闭合电路欧姆定律,回路中的电流: =1A     (1分)

电阻R1两端电压  U1=IR1    (1分)               得U1=10V   (1分)

    (1分)

  (1分)

R1=0.1m = H /2   (2分)

即恰好打在K板的正下方的D板上。(1分)


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