题目内容
【题目】一圆筒的横截面如图所示,其圆心为O,筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.圆筒左侧有相距为d的平行金属板M、N其中M板带正电荷,N板带等量负电荷.质量为m、电荷量为q的带正电粒子自M板边缘的P处由静止释放,经N板的小孔S以速度v沿半径SO方向射入磁场中.粒子与圈筒发生3次碰撞后仍从S孔射出.设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失,且电荷量保持不变,在不计重力的情况下,求:
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(1)M、N间电场强度E的大小;
(2)圆筒的半径R;
(3)欲使粒子仍从M板边缘的P处由静止释放,进入圆筒后与圆筒的碰撞2次后从S孔射出,在保持M、N间电场强度E不变的情况下,应如何平移M板?
【答案】
【解析】
试题分析:(1)设两板间的电压为U,由动能定理得:![]()
由匀强电场中电势差与电场强度的关系得:![]()
联立上式可得:![]()
(2)粒子进入磁场后做匀速圆周运动,设圆半径为r,
由几何知识可知,粒子转过的圆心角为![]()
由几何关系得:r=R
粒子运动过程中洛伦兹力充当向心力,
由牛顿第二定律,得:![]()
联立得:![]()
(3)粒子进入磁场后做匀速圆周运动,粒子运动轨迹如图所示,
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由几何知识可知,粒子转过的圆心角为![]()
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粒子运动过程中洛伦兹力充当向心力,
由牛顿第二定律,得:![]()
解得:![]()
由动能定理得:![]()
解得:![]()
则M板向左平移的距离:![]()
【题目】下图是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图,图中R0是保护电阻(10Ω),R1是电阻箱(0~99.9 Ω),R是滑动变阻器,A1和A2是电流表,E是电源(电动势10 V,内阻很小).
在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大.实验具体步骤如下:
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(ⅰ)连接好电路,将滑动变阻器R调到最大;
(ⅱ)闭合S,从最大值开始调节电阻箱R1,先调R1为适当值,再调节滑动变阻器R,使A1示数I1=0.15 A,记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2;
(ⅲ)重复步骤(ⅱ),再测量6组R1和I2值;
(ⅳ)将实验测得的7组数据在坐标纸上描点.
根据实验回答以下问题:
①现有四只供选用的电流表:
A.电流表(0~3 mA,内阻为2.0 Ω) |
B.电流表(0~3 mA,内阻未知) |
C.电流表(0~0.3 A,内阻为5.0 Ω) |
D.电流表(0~0.3 A,内阻未知) |
A1应选用________,A2应选用________.
②测得一组R1和I2值后,调整电阻箱R1,使其阻值变小,要使A1示数I1=0.15 A,应让滑动变阻器R接入电路的阻值________(选填“不变”“变大”或“变小”).
③在坐标纸上画出R1与I2的关系图.
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④根据以上实验得出Rx=________Ω