【題目】如圖所示為一種粒子加速器的原理圖.圖中M、N為帶有小孔的水平平行板,板上接有恒定電壓U,板間距離為h,以M、N板所在平面為界,上方和下方有垂直于紙面向里的范圍足夠大的勻強磁場,磁感應強度大小相等.質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子在M板小孔處由靜止釋放,在板間電壓的加速下從N板小孔O射入磁場。為了測量磁場磁感應強度的大小,在板的右側(cè)放置一豎直的熒光屏,當熒光屏在靠近板的右端位置時,粒子能打到熒光屏上,向右緩慢移動熒光屏,且不斷釋放粒子,結(jié)果發(fā)現(xiàn)熒光屏離O點距離為d時,粒子打在熒光屏上的位置第一次達到最低.熒光屏足夠大,不計粒子的重力,不考慮相對論效應、兩金屬板間電場的邊際效應以及電場變化對于外部磁場和粒子運動的影響.求:

(1)磁場的磁感應強度大;

(2)將熒光屏拿走,粒子將多次運動到N板所在的平面,求粒子運動軌跡與N板所在平面的交點到O點的距離;

(3)若粒子經(jīng)過4次加速后回到M板小孔處,求粒子運動的總時間.

【答案】(1) (2)(3)

【解析】(1)粒子經(jīng)加速電場加速

得:

由題意可知,粒子在磁場中做圓周運動的半徑r1=d

求得

(2)粒子經(jīng)過n次加速,則

解得:

求得

(3)粒子經(jīng)過4次加速后回到M板小孔處,則在磁場中運動的時間

設(shè)在電場中運動的時間為t2,則

求得

設(shè)粒子在無場區(qū)域運動的時間為t3,則

求得

因此運動的總時間

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【題目】如圖所示,粗糙程度均勻的絕緣斜面下方O點處有一正點電荷,帶負電的小物體以初速度v1從M點沿斜面上滑,到達N點時速度為零,然后下滑回到M點,此時速度為v2(v2<vl).若小物體電荷量保持不變,OM=ON,則( )

A.從N到M的過程中,小物體的電勢能逐漸減小
B.從M到N的過程中,電場力對小物體先做負功后做正功
C.從N到M的過程中,小物體受到的摩擦力和電場力均是先增大后減小
D.小物體上升的最大高度為

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【題目】下列選項中的各 圓環(huán)大小相同,所帶電荷量已在圖中標出,且電荷均勻分布,各 圓環(huán)間彼此絕緣.坐標原點O處電場強度最大的是( )
A.
B.
C.
D.

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【題目】如圖,輸入電壓U=8V,燈泡L標有“3V 6W“字樣,M為電動機.當燈泡恰能正常發(fā)光時,電動機的輸入電壓為( )

A.3V
B.5V
C.8V
D.11V

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【題目】某同學設(shè)計了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關(guān)系,彈簧測力計固定在一合適的木板上,桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪,細繩的兩端分別與彈簧測力計的掛鉤和礦泉水瓶連接,在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ,并測出間距d,開始時將木板置于MN處,現(xiàn)緩慢將瓶中加水,直到木板剛剛開始運動位置,記下彈簧測力計的示數(shù) ,以此表示滑動摩擦力的大小,將木板放回原處并按住,繼續(xù)向瓶中加水后,記下彈簧測力計的示數(shù) ,然后釋放木板,并用停表記下木板運動到PQ的時間t,

(1)木板的加速度可以用d、t表示為a=______;為了減小測量加速度的偶然誤差可以采用的方法是_________。

(2)改變瓶中水的質(zhì)量重復實驗,確定加速度a與彈簧測力計示數(shù) 的關(guān)系,下列圖像能表示該同學實驗結(jié)果的是_____

a. b. c. d.

(3)用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比,它的優(yōu)點是_________

A.可以改變滑動摩擦力的大小

B.可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)

C.可以比較精確地測出摩擦力的大小

D.可以獲得更大的加速度以提高實驗精度

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【題目】如圖所示,某玻璃磚的截面由半圓和正三角形組成,半圓的直徑為d,正三角形的邊長也為d,一束單色光從AB邊的中點D垂直于BC射入玻璃磚中,結(jié)果折射光線剛好通過半圓的圓心O,光在真空中的傳播速度為c,求:

①光在玻璃磚中傳播的時間(不考慮光的反射).

②人射光線的方向不變,將光在AB面上的入射點下移,使折射光線剛好能照射到圓的底部,入射點沿AB移動的距離為多少?這時光束在圓的底部經(jīng)玻璃磚折射后的折射角為多少?

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【題目】以下為一家用熱水器銘牌,則該熱水器正常工作時的電流大小A,連續(xù)工作0.5小時耗電J.

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【題目】某同學設(shè)計如圖所示的電路測電源的電動勢和內(nèi)阻,圖中兩個電流表相同,定值電阻阻值為R0.

1)電路中R0的作用為___________

2)閉合電鍵S1之前,先將電阻箱接入電路的阻值調(diào)到________(填最大最小,閉合電鍵S1,再閉合電鍵S2,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使電流表A2的指針偏轉(zhuǎn)較大(接近滿偏),讀出電流值I0,讀出這時電阻箱的阻值R1;斷開電鍵S2,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使電流表A2的示數(shù)再次為I0,讀出這時電阻箱的阻值R2,則電流表A1的阻值為_______。

3)閉合電鍵S3,依次調(diào)大電阻箱的阻值,記錄每次調(diào)節(jié)后電阻箱的阻值R,并記錄每次調(diào)節(jié)后電流表A1的示數(shù)I,根據(jù)記錄的RI,作出IR-I圖象,則圖象可能是______.

4)若根據(jù)記錄的R、I,作出-R圖象,通過對圖象的處理,得到圖象與縱軸的截距為a,圖象的斜率為b,則電源的電動勢E=______,電源的內(nèi)阻r=______

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