13.正负电子对撞机是使正负电子以相同速率对撞(撞前速度在同一直线上的碰撞)并进行高能物理研究的实验装置(如图甲),该装置一般由高能加速器(同步加速器或直线加速器)、环形储存室(把高能加速器在不同时间加速出来的电子束进行积累的环形真空室)和对撞测量区(对撞时发生的新粒子、新现象进行测量)三个部分组成.为了使正负电子在测量区内不同位置进行对撞,在对撞测量区内设置两个方向相反的匀强磁场区域.对撞区域设计的简化原理如图乙所示:MN和PQ为足够长的竖直边界,水平边界EF将整个区域分成上下两部分,Ⅰ区域的磁场方向垂直纸面向内,Ⅱ区域的磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小均为B.现有一对正负电子以相同速率分别从注入口C和注入口D同时水平射入,在对撞测量区发生对撞.已知两注入口到EF的距离均为d,边界MN和PQ的间距为L,正电子的质量为m,电量为+e,负电子的质量为m,电量为-e.
 
(1)试判断从注入口C入射的是正电子还是负电子;
(2)若L=4$\sqrt{3}$d,要使正负电子经过水平边界EF一次后对撞,求正负电子注入时的初速度大小;
(3)若只从注入口C射入电子,间距L=13(2-$\sqrt{3}$)d,要使电子从PQ边界飞出,求电子射入的最小速率,及以此速度入射到从PQ边界飞出所需的时间.
10.某课外小组在参观工厂时,看到一丢弃不用的电池,同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻,已知这个电池的电动势约为11~13V,内阻小于3Ω,由于直流电压表量程只有3V,需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替),改装为量程为15V的电压表,然后再用伏安法测电池的电动势和内阻,以下是他们的实验操作过程:

(1)把电压表量程扩大,实验电路如图甲所示,实验步骤如下,完成填空:
第一步:按电路图连接实物
第二步:把滑动变阻器滑片移到最右端,把电阻箱阻值调到零
第三步:闭合开关,把滑动变阻器滑片调到适当位置,使电压表读数为3V
第四步:把电阻箱阻值调到适当值,使电压表读数为0.6V
第五步:不再改变电阻箱阻值,保持电压表和电阻箱串联,撤去其他线路,即得量程为15V的电压表.
(2)实验可供选择的器材有:
A.电压表(量程为3V,内阻约2kΩ)           
B.电流表(量程为3A,内阻约0.1Ω)
C.电阻箱(阻值范围0~9999Ω)               
D.电阻箱(阻值范围0~999Ω)
E.滑动变阻器(阻值为0~20Ω,额定电流2A)  
F.滑动变阻器(阻值为0~20kΩ  )
回答:电阻箱应选C,滑动变阻器应选E.
(3)用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变),测电池电动势E和内阻r,实验电路如图乙所示,得到多组电压U和电流I的值,并作出U-I图线如图丙所示,可知电池的电动势为11.5V,内阻为2.5Ω.
 0  132083  132091  132097  132101  132107  132109  132113  132119  132121  132127  132133  132137  132139  132143  132149  132151  132157  132161  132163  132167  132169  132173  132175  132177  132178  132179  132181  132182  132183  132185  132187  132191  132193  132197  132199  132203  132209  132211  132217  132221  132223  132227  132233  132239  132241  132247  132251  132253  132259  132263  132269  132277  176998 

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