(2009?江蘇模擬)如圖所示,在直角坐標(biāo)系的第II象限和第Ⅳ象限中的直角三角形區(qū)域內(nèi),分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B=5.0×10-3T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向分別垂直紙面向外和向里.質(zhì)量為m=6.64×10-27kg、電荷量為q=+3.2×10-19C的α粒子(不計(jì)α粒子重力),由靜止開始經(jīng)加速電壓為U=1205V的電場(chǎng)(圖中未畫出)加速后,從坐標(biāo)點(diǎn)M(-4,
2
)處平行于x軸向右運(yùn)動(dòng),并先后通過兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域.

(1)請(qǐng)你求出α粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑;
(2)你在圖中畫出α粒子從直線x=-4到直線x=4之間的運(yùn)動(dòng)軌跡,并在圖中標(biāo)明軌跡與直線x=4交點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)求出α粒子在兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域偏轉(zhuǎn)所用的總時(shí)間.
分析:(1)α粒子由靜止開始經(jīng)加速電壓為U=1205V的電場(chǎng)時(shí),獲得了速度,根據(jù)動(dòng)能定理可求出α粒子的速度.進(jìn)入磁場(chǎng)后由洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律求得α粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑.
(2)由幾何關(guān)系畫出α粒子從直線x=-4到直線x=4之間的運(yùn)動(dòng)軌跡.
(3)由幾何知識(shí)求出α粒子經(jīng)過磁場(chǎng)時(shí)軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角α,由t=
α
求解運(yùn)動(dòng)時(shí)間.
解答:解:(1)粒子在電場(chǎng)中被加速過程,由動(dòng)能定理得
qU=
1
2
mv2
,得,v=
2qU
m

α粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn),由洛倫茲力提供向心力,則由牛頓第二定律得:
qvB=m
v2
r

聯(lián)立解得:
 r=
1
B
2mU
q
=
1
0.005
2×6.64×10-27×1205
3.2×10-19
=
2
m

(2)由幾何關(guān)系可得,α粒子恰好垂直穿過分界線,故正確圖象如右圖所示.
(3)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期T=
2πr
v
=
2πm
qB
=2.6×10-5s
α粒子在兩個(gè)磁場(chǎng)中分別偏轉(zhuǎn)的弧度為
π
4
,在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)總時(shí)間為t=
1
4
T=
πm
2qB
=6.5×10-6s
答:
(1)α粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為
2
m.
(2)α粒子從直線x=-4到直線x=4之間的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖.
(3)α粒子在兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域偏轉(zhuǎn)所用的總時(shí)間為6.5×10-6s.
點(diǎn)評(píng):本題中α粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問題,在電場(chǎng)中運(yùn)用動(dòng)能定理求解速度,在磁場(chǎng)中關(guān)鍵是畫出軌跡,由幾何知識(shí)求出軌跡的圓心角,確定時(shí)間,都是常規(guī)思路.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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(2009?江蘇模擬)實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常使用的電流表是磁電式儀表.這種電流表的構(gòu)造如圖甲所示.蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻地輻向分布的.當(dāng)線圈通以如圖乙所示的電流,下列說法正確的是( 。

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(2009?江蘇模擬)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播,圖甲是t=3s時(shí)的波形圖,圖乙是波上x=2m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線,則該橫波的速度為
1
1
m/s,傳播方向?yàn)?!--BA-->
沿x軸負(fù)方向
沿x軸負(fù)方向

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2009?江蘇模擬)用DIS研究機(jī)械能守恒定律.將實(shí)驗(yàn)裝置中的光電門傳感器接入數(shù)據(jù)采集器,測(cè)定擺錘在某一位置的瞬時(shí)速度,從而求得擺錘在該位置的動(dòng)能,同時(shí)輸入擺錘的高度,求得擺錘在該位置的重力勢(shì)能,進(jìn)而研究勢(shì)能和動(dòng)能轉(zhuǎn)化時(shí)的規(guī)律.實(shí)驗(yàn)中A、B、C、D四點(diǎn)高度為0.150m、0.100m、0.050m、0.000m,已由計(jì)算機(jī)默認(rèn),不必輸入.現(xiàn)某位同學(xué)要測(cè)定擺錘在D點(diǎn)的瞬時(shí)速度.其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,接著他點(diǎn)擊“開始記錄”,同時(shí)讓擺錘從圖中所示位置釋放,計(jì)算機(jī)將擺錘通過光電門傳感器的速度自動(dòng)記錄在表格的對(duì)應(yīng)處,如圖.
(1)請(qǐng)指出該同學(xué)實(shí)驗(yàn)中的錯(cuò)誤之處:
①光電門傳感器未放在標(biāo)尺盤最低端的D點(diǎn) ②擺錘釋放器未置于A點(diǎn)
①光電門傳感器未放在標(biāo)尺盤最低端的D點(diǎn) ②擺錘釋放器未置于A點(diǎn)

(2)圖中計(jì)算機(jī)記錄的數(shù)據(jù)與真實(shí)值相比將
偏小
偏小
(填“偏大”、“偏小”或“仍準(zhǔn)確”)

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2009?江蘇模擬)如圖所示,質(zhì)量分別為m1、m2的兩個(gè)物塊間用一輕彈簧連接,放在傾角為θ的粗糙斜面上,物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ.平行于斜面、大小為F的拉力作用在m1上,使m1、m2一起向上作勻加速運(yùn)動(dòng),斜面始終靜止在水平地面上,則( 。

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(2009?江蘇模擬)現(xiàn)有一電池,其電動(dòng)勢(shì)E約為9V,內(nèi)阻r在35~55Ω范圍內(nèi),最大允許電流為50mA.為測(cè)定這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,某同學(xué)利用如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn).圖中電壓表的內(nèi)電阻很大,對(duì)電路的影響可以不計(jì);R為電阻箱,阻值范圍為0~9 999Ω;R0為保護(hù)電阻.

(1)實(shí)驗(yàn)室備有的定值電阻R0有以下幾種規(guī)格,本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用
C
C

A.10Ω,2.5W       B.50Ω,1.0W       C.150Ω,1.0W     D.1 500Ω,5.0W
(2)按照?qǐng)D甲所示的電路圖,將圖乙的實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)電路;
(3)該同學(xué)接好電路后,閉合開關(guān)S,調(diào)整電阻箱的阻值讀出電壓表的示數(shù)U,再改變電阻箱阻值,取得多組數(shù)據(jù),然后通過作出有關(guān)物理量的線性圖象,求得電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r.
a.請(qǐng)寫出與你所作線性圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式
1
U
=
r
E
1
R0+R
+
1
E
(或者
1
R0+R
=
E
r
1
U
-
1
r
1
U
=
r
E
1
R0+R
+
1
E
(或者
1
R0+R
=
E
r
1
U
-
1
r
;
b.請(qǐng)?jiān)趫D丙的虛線框內(nèi)坐標(biāo)中作出定性圖象(要求標(biāo)明兩個(gè)坐標(biāo)軸所表示的物理量,用符號(hào)表示);
c.圖丙中
縱軸截距的倒數(shù)(或者:斜率除以縱軸截距的絕對(duì)值)
縱軸截距的倒數(shù)(或者:斜率除以縱軸截距的絕對(duì)值)
表示E,
斜率除以縱軸的截距(或者:縱軸截距的倒數(shù)的絕對(duì)值)
斜率除以縱軸的截距(或者:縱軸截距的倒數(shù)的絕對(duì)值)
表示r.

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