26.(21分)

如下图,在区域内存在与xy平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B.在t=0时刻,一位于坐标原点的粒子源在xy平面内发射出大量同种带电粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向与y轴正方向的夹角分布在0-180°范围内。已知沿y轴正方向发射的粒子在时刻刚好从磁场边界上点离开磁场。求:

⑴    粒子在磁场中做圆周运动的半径R及粒子的比荷q/m;

⑵    此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y轴正方向夹角的取值范围;

⑶    从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间。

[答案]⑴  

⑵速度与y轴的正方向的夹角范围是60°到120°

⑶从粒子发射到全部离开所用 时间 为

[解析] ⑴粒子沿y轴的正方向进入磁场,从P点经过做OP的垂直平分线与x轴的交点为圆心,根据直角三角形有

解得

,则粒子做圆周运动的的圆心角为120°,周期为

粒子做圆周运动的向心力由洛仑兹力提供,根据牛顿第二定律得

,,化简得

⑵仍在磁场中的粒子其圆心角一定大于120°,这样粒子角度最小时从磁场右边界穿出;角度最大时从磁场左边界穿出。

角度最小时从磁场右边界穿出圆心角120°,所经过圆弧的弦与⑴中相等穿出点如图,根据弦与半径、x轴的夹角都是30°,所以此时速度与y轴的正方向的夹角是60°。

角度最大时从磁场左边界穿出,半径与y轴的的夹角是60°,则此时速度与y轴的正方向的夹角是120°。

所以速度与y轴的正方向的夹角范围是60°到120°

⑶在磁场中运动时间最长的粒子的轨迹应该与磁场的右边界相切,在三角形中两个相等的腰为,而它的高是

,半径与y轴的的夹角是30°,这种粒子的圆心角是240°。所用 时间 为。

所以从粒子发射到全部离开所用 时间 为。

 

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23.(16分)

一电流表的量程标定不准确,某同学利用图1所示电路测量该电流表的实际量程。

所用器材有:量程不准的电流表,内阻=10.0,量程标称为5.0mA;标准电流表,内阻=45.0,量程1.0mA;标准电阻,阻值10.0;滑动变阻器R,总电阻为300.0;电源E,电动势3. 0V,内阻不计;保护电阻;开关S;导线。

回答下列问题:

(1)在答题卡上(图2所示)的实物图上画出连线。

(2)开关S闭合前,滑动变阻器的滑动端c应滑动至        端。

(3)开关S闭合后,调节滑动变阻器的滑动端,使电流表满偏;若此时电流表的读数为,则的量程=    。

(4)若测量时,未调到满偏,两电流表的示数如图3所示,从图中读出的示数 =     ,的示数 =     ;由读出的数据计算得=   。(保留3位有效数字)

(5)写出一条提高测量准确度的建议:                。

[答案]⑴连线如图

⑵阻值最大

⑶

(5)多次测量取平均

[解析]⑴连线如图

⑵在滑动变阻器的限流接法中在接通开关前需要将滑动触头滑动到阻值最大端

⑶闭合开关调节滑动变阻器使待测表满偏,流过的电流为Im。根据并联电路电压相等有得

⑷待测表未满偏有,将A2的示数0.66mA和其他已知条件代入有

Ma

但图中A1的示数3.0mA量程为5.0mA,根据电流表的刻度是均匀的,则准确量程为6.05mA

⑸多次测量取平均

 0  274401  274409  274415  274419  274425  274427  274431  274437  274439  274445  274451  274455  274457  274461  274467  274469  274475  274479  274481  274485  274487  274491  274493  274495  274496  274497  274499  274500  274501  274503  274505  274509  274511  274515  274517  274521  274527  274529  274535  274539  274541  274545  274551  274557  274559  274565  274569  274571  274577  274581  274587  274595  447090 

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