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如图9-18(a)所示,平行金属板A和B的距离为d,它们的右端安放着垂直金属板的靶MN.现在A、B板上加上如图9-18(b)所示的方波形电压,t=0时A板比B板的电势高,电压的正向值为U0,反向值也为U0,现有粒子质量为m、带正电且电荷量为q的粒子束从AB的中点O沿平行于金属板的方向OO′射入.设粒子能全部打在靶MN上,而且所有粒子在AB间的飞行时间均为T,不计重力影响,试问:

图9-18

(1)在距靶MN的中心O′点多远的范围内有粒子击中?

(2)要使粒子能全部打在靶MN上,电压U0的数值应满足什么条件?(写出U0、m、d、q、T的关系式即可)

(3)电场力对每个击中O′点的带电粒子做的总功是多少?

解析:(1)当粒子由t=nT(n=0,1,2,…)时刻进入电场,侧向位移最大,且向下偏

s1=×()2+(×-()2=

当粒子由t=nT+(n=0,1,2,…)时刻进入电场,侧向位移最大,且向上偏

s2=()2=

在距靶MN的中心O′点下方至上方范围内有粒子击中.

(2)s1=得U0.

(3)电场力对所有粒子做的功都相同,为W=mvy2=m(×)2=.

答案:(1)

(2)U0

(3)


练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

在探究“加速度与力、质量的关系”的实验中:
(1)某同学在接通电源进行实验之前,将实验器材组装如图1所示,该装置中的错误或不妥之处,请你指出其中的两处:
打点计时器的电源用了干电池
打点计时器的电源用了干电池

实验中没有平衡小车的摩擦力
实验中没有平衡小车的摩擦力

实验次数 加速度
a/(m/s2
小车与砝码总质量m/kg 小车与砝码总质量的倒数m-1/kg-1
1 0.31 0.20 5.0
2 0.25 0.25 4.0
3 0.22 0.30 3.3
4 0.18 0.35 2.9
5 0.16 0.40 2.5

(2)改正好实验装置后,该同学顺利地完成了实验,在实验中保持拉力不变,得到了小车加速度随质量变化的一组数据,如上表所示.请你在图2已建立的坐标系中画出能直观反映出加速度与质量关系的曲线.
(3)有另外两位同学通过测量,分别作出a-F图象,如图3(a)、(b)中的A、B 线所示,试分析:
①A 线不通过坐标原点的原因是:
没有平衡摩擦力,或平衡摩擦力不够
没有平衡摩擦力,或平衡摩擦力不够

②B 线不通过坐标原点的原因是:
平衡摩擦力过度
平衡摩擦力过度

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,图(1)将一金属薄片垂直置于磁场B中,在薄片的两个侧面a、b间通以电流I时,另外两侧c、f间产生电势差,这一现象称为霍尔效应.且满足UM=kIB/d,式中d为薄片的厚度,k为霍尔系数.
某同学通过实验来测定该金属的霍尔系数.已知该薄片的厚度d=0.40mm,该同学保持磁感应强度B=0.10T不变,改变电流I的大小,测量相应的UM,记录数据如下表所示.
I(?10-1A) 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0
UM(?10-1V) 1.1 1.9 3.4 4.5 6.2 6.8
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(1)根据表中数据在给定坐标系中画出图线;
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(2)利用图线求出该材料的霍尔系数k=
 
×10-3V?m?A-1?T-1(保留2位有效数字);
(3)利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器,广泛应用于测量和自动控制等领域.图(2)是霍尔测速仪的示意图,将非磁性圆盘固定在转轴上,圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体,相邻永磁体的极性相反.霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近.当圆盘匀速转动时,霍尔元件输出的电压脉冲信号图象如图(3)所示.若在时间t内,霍尔元件输出的脉冲数目为P,则圆盘转速N的表达式:
 

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科目:高中物理 来源: 题型:

在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz.查得当地的重力加速度g=9.80 m/s2,所用的重物的质量为m(kg),实验中得到一条点迹清晰的纸带,如图7-8-4所示.把第一个点记作O,另外连续的4个点A、B、C、D作为测量的点,经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm,根据以上数据,可知重物由打O点运动到打C点,重力势能减少量等于_______________J,动能的增加量等于_______________J.(取三位有效数字)

图7-8-4

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(18分)

(1)如图9所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置。

①下列说法中不符合本实验要求的是         。 (选填选项前面的字母)

A.入射球比靶球质量大或者小均可,但二者的赢径必须相同

B.在同一组实验的不同碰撞中,每次入射球必须从同一高度由静止释放

C.安装轨道时末端必须水平

D.需要的测量仪器有天平和刻度尺

②实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点,经多次释放入射球,在记录纸上找到了两球的平均落点位置MPN,并测得它们到O点的距离分别为。已知入射球的质量为,靶球的量为,如果测得近似等于       ,则可认为成功验证了碰撞中的动量守恒。

(2)用一段长为80cm的金属丝做“测定金属的电阻率”的实验。

①用多用表粗测电阻丝的电阻,结果如图10所示,由此可知电阻丝电阻的测量值约为

       

②用螺旋测微器测量金属丝的直径,结果如图11所示,由此可知金属丝直径的测量结果为

       mm。

③在用电压表和电流表测金属丝的电阻时,提供下列供选择的器材:

A.直流电源(电动势约为4.5V,内阻很小)

B.电压表(量程0~3V,内阻约3k)

C.电压表(量程0~15V,内阻约15k)

D.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.125)

E.电流表(量程0~3A,内阻约0.025)

F.滑动变阻器(阻值范围0~15,最大允许电流1A)

G.滑动变阻器(阻值范围0~200,最大允许电流2A)

H.开关、导线。

要求有较高的测量精度,并能测得多组数据,在供选择的器材中,电流表应选择      ,电压表应选择      ,滑动变阻器应选择     。(填字母代号)

④根据上面选择器材,完成图12中实验电路的连接。

 

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