【题目】如图所示,带电平行金属板PQ和MN之间的距离为d;两金属板之间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.如图建立坐标系,x轴平行于金属板,与金属板中心线重合,y轴垂直于金属板.区域I的左边界在y轴,右边界与区域II的左边界重合,且与y轴平行;区域II的左、右边界平行.在区域I和区域II内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小均为B,区域I内的磁场垂直于Oxy平面向外,区域II内的磁场垂直于Oxy平面向里.一电子沿着x轴正向以速度v0射入平行板之间,在平行板间恰好沿着x轴正向做直线运动,并先后通过区域I和II.已知电子电量为e,质量为m,区域I和区域II沿x轴方向宽度均为.不计电子重力.
(1)求两金属板之间电势差U;
(2)求电子从区域II右边界射出时,射出点的纵坐标y;
(3)撤除区域I中的磁场而在其中加上沿x轴正向的匀强电场,使得该电子刚好不能从区域II的右边界飞出.求电子两次经过y轴的时间间隔t.
【答案】(1)U=Bv0d;(2);(3)
【解析】
试题分析:(1)电子在平行板间做直线运动,电场力与洛伦兹力平衡,
由平衡条件得:eE=ev0B…①
电场强度:E=…②
由①②两式联立解得:U=Bv0d;
(2)如右图所示,电子进入区域I做匀速圆周运动,向上偏转,洛伦兹力提供向心力,
由牛顿第二定律得:ev0B=m…③
设电子在区域I中沿着y轴偏转距离为 y0,区域I的宽度为b(b=)
由数学知识得:(R﹣y0)2+b2=R2 …④
由③④式联立解得:y0=
根据对称性,电子在两个磁场中有相同的偏转量,故电子从区域II射出点的纵坐标为:
y=2y0=
(3)电子刚好不能从区域II的右边界飞出,说明电子在区域II中做匀速圆周运动的轨迹恰好与区域II的右边界相切,圆半径恰好与区域II宽度相同.设电子进入区域II时的速度为v,
由牛顿第二定律得:evB=m…⑤
由人r=b得:v=
电子通过区域I的过程中,向右做匀变速直线运动,此过程中平均速度为:=
电子通过区域I的时间:
t1=(b为区域I的宽度
)…⑥
解得:t1=2(2﹣3)
电子在区域II中运动了半个圆周,设电子做圆周运动的周期为T,
由牛顿第二定律得:evB=m…⑦
…⑧
电子在区域II中运动的时间:t2==
…⑨
由⑦⑧⑨式解得:t2=
电子反向通过区域I的时间仍为t1,电子两次经过y轴的时间间隔:
t=2t1+t2=(8﹣12+π)
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【题目】有一内阻未知(约2kΩ~6kΩ)、量程(0~3V)的直流电压表。某同学用一多用电表的欧姆档,直接去测量该电压表的内阻,则欧姆档的选择开关应拨至倍率“×___”档。该同学先将红黑表笔短接调零后,应选图___(选填“甲”或“乙”)的方式连接。在实验中,欧姆表的刻度盘如图丙所示,则电压表的电压应为_____Ω。
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【题目】在下列物体的运动中,可视作质点的物体有( )
A.从北京开往广州的一列火车
B.研究转动的汽车轮胎
C.研究绕地球运动时的航天飞机
D.表演精彩芭蕾舞的演员
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【题目】在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中,提供的器材有:
A.干电池一节
B.电流表(量程0.6A)
C.电压表(量程0~3V)
D.电键S和若干导线
E.滑动变阻器R(最大阻值20Ω,允许最大电流2A)
①为使测量尽可能精确,请根据原理图甲用笔画线代替导线将如图乙所示的实物图连成实验电路(已连接了部分线)。
②完成下列实验步骤中所缺的内容:
A.按实验要求连接好电路,使滑动变阻器以阻值 接入电路中(选填“最大”或“最小”)。
B.闭合电键,移动滑动变阻器的滑片,使电压表和电流表的指针有明显偏转,读取电压表和电流表的示数。
C.继续移动 ,并再次读取电压表和电流表的示数。用同样方法测量多组数据。
D.断开电键,整理好器材,进行实验数据处理。
③将实验测得的数据标在如图丙所示的坐标图中,作出U—I图线,由此求得待测电池的电动势E= V,内电阻r= Ω。(结果保留三位有效数字)
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【题目】以下物理量中是矢量的有 ( )
a.位移 b.路程 c.瞬时速度 d.平均速度 e.时间 f.加速度 g.速率
A. 只有acdfA. 只有adf B. 只有afg C. 只有af
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【题目】以下说法中不正确的是( )
A.普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说
B.康普顿效应说明光子有动量,即光具有粒子性
C.玻尔建立了量子理论,成功解释了各种原子发光现象
D.卢瑟福提出的核式结构模型成功的解释了α粒子散射现象
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【题目】在物理学史上,正确认识运动和力的关系且推翻“力是维持物体运动的原因”这个观点的物理学家和建立惯性定律的物理学家分别是( )
A.伽利略、牛顿B.伽利略、爱因斯坦
C.亚里士多德、伽利略D.亚里士多德、伽利略
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