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        1. 如圖甲所示裝置中,左側(cè)是寬度為L的有界磁場,磁場方向垂直紙面向內(nèi).M、N為水平放置的平行導(dǎo)體板,長度為L,間距為d,加上電壓后不考慮電場邊緣效應(yīng),O1O2為兩極板的中線.P是足夠大的熒光屏,且屏與極板右邊緣的距離也為L.質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從磁場左側(cè)圖示位置進(jìn)入磁場,速度大小為v0,方向與水平成θ角.經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后,速度沿水平方向從O1位置進(jìn)入MN板間區(qū)域,求:
          (1)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B大。
          (2)若極板M、N間加恒定電壓,電子經(jīng)過電場偏轉(zhuǎn)后正好打中屏上的A點(diǎn),A點(diǎn)與極板M的同一水平線上,求M、N間所加電壓U.
          (3)若M、N間所加電壓按如圖乙所示周期性變化,要使電子磁場后在t=0時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后水平擊中A點(diǎn),試確定偏轉(zhuǎn)電場電壓U0以及周期T分別應(yīng)該滿足的條件.

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          (1)電子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn),洛倫茲力提供向心力,則有:evB=
          mv
          eB

          由幾何關(guān)系,L=Rsinθ                  
          解得:B=
          mv0sinθ
          eL

          (2)由題意知,電子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場偏轉(zhuǎn)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)到達(dá)A點(diǎn),設(shè)電子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角為θ,則由幾何關(guān)系得:
          d
          2
          =(L+
          L
          2
          )tanθ              
          解得:tanθ=
          d
          3L
          又tanθ=
          vy
          v0
           
          vy=
          eU
          md
          t

          L=v0t
          解得:U=
          md2
          v20
          3eL2

          (3)要使電子在水平在水平方向擊中A點(diǎn),電子必向上極板偏轉(zhuǎn),且vy=0,則電子應(yīng)在t=0時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,且電子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為整數(shù)個(gè)周期,設(shè)電子從加速電場射出的速度為v0,則
          因?yàn)殡娮铀缴涑觯瑒t電子在偏轉(zhuǎn)電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間滿足t=
          L
          v0
          =nT      
          則T=
          L
          mv0
          (n=1,2,3,4…)        
          在豎直方向位移應(yīng)滿足
          d
          2
          =2n×
          1
          2
          a(
          T
          2
          2=2n×
          1
          2
          ?
          eU0
          md
          T
          2
          2     
          解得:U0=
          2nmd2
          v20
          eL2
          (n=1,2,3,4…)
          答:(1)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=
          mv0sinθ
          eL

          (2)偏轉(zhuǎn)電場所加電壓為U=
          md2
          v20
          3eL2

          (3)偏轉(zhuǎn)電場電壓為U0=
          2nmd2
          v20
          eL2
          (n=1,2,3,4…),滿足的周期關(guān)系為T=
          L
          mv0
          (n=1,2,3,4…).
          練習(xí)冊(cè)系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

          (1)為進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn),有下列器材可供選擇:鐵架臺(tái)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器以及復(fù)寫紙、紙帶、低壓直流電源、天平、秒表、導(dǎo)線、電鍵,刻度尺,其中不必要的器材是
          低壓直流電源、天平、秒表
          低壓直流電源、天平、秒表
          ,缺少的器材是
          低壓交流電源、重錘
          低壓交流電源、重錘

          (2)驗(yàn)證機(jī)械能守恒亦可用如圖甲所示裝置,用包有白紙的質(zhì)量為1.00kg的圓柱棒替代紙帶和重物,蘸有顏料的毛筆固定在電動(dòng)機(jī)上并隨之轉(zhuǎn)動(dòng),使之替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.當(dāng)燒斷懸掛圓柱棒的線后,圓柱棒豎直自由下落,毛筆就在圓柱棒面上的紙上畫出記號(hào),如圖6乙所示,設(shè)毛筆接觸棒時(shí)不影響棒的運(yùn)動(dòng).測得記號(hào)之間的距離依次為26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm,已知電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)有“1440r/min”字樣,由此驗(yàn)證機(jī)械能守衡.根據(jù)以上內(nèi)容.回答下列問題:
          ①毛筆畫相鄰兩條線的時(shí)間間隔T=
          1
          24
          1
          24
          s,圖乙中的圓柱棒的
          端是懸掛端(填左或右).
          ②根據(jù)乙所給的數(shù)據(jù),可知毛筆畫下記號(hào)C時(shí),圓柱棒下落的速度vc=
          1.2
          1.2
          m/s;畫下記號(hào)D時(shí),圓柱棒下落的速度vD=
          1.6
          1.6
          m/s;記號(hào)C、D之間棒的動(dòng)能的變化量為
          0.52
          0.52
          J,重力勢能的變化量
          0.57
          0.57
          J(g=9.8m/s2).由此可得出的結(jié)論是
          在誤差允許范圍內(nèi)圓柱下落過程中機(jī)械能守恒
          在誤差允許范圍內(nèi)圓柱下落過程中機(jī)械能守恒
          .(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          某探究小組利用如圖甲所示裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),圖中小車在一條橡皮筋的作用下彈出并沿木板滑行,這時(shí),橡皮筋對(duì)小車做的功為W.當(dāng)用2條、3條…橡皮筋實(shí)驗(yàn)時(shí),使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長的長度都保持一致,每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度都由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測出.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源頻率為50Hz.實(shí)驗(yàn)中將木板左端適當(dāng)墊高,在正確操作的情況下,某次所打紙帶如圖乙所示,打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的,為了測量小車獲得的速度,應(yīng)選用紙帶的
          4-7 點(diǎn)
          4-7 點(diǎn)
          部分進(jìn)行測量和計(jì)算(用紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的編號(hào)回答);通過計(jì)算得到由于橡皮筋對(duì)小車做的功使小車最后獲得的速度大小為
          1.695
          1.695
          m/s.

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

          某探究小組利用如圖甲所示裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),圖中小車在一條橡皮筋的作用下彈出并沿木板滑行,這時(shí),橡皮筋對(duì)小車做的功為W.當(dāng)用2條、3條…橡皮筋實(shí)驗(yàn)時(shí),使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長的長度都保持一致,每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度都由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測出.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源頻率為50Hz.實(shí)驗(yàn)中將木板左端適當(dāng)墊高,在正確操作的情況下,某次所打紙帶如圖乙所示,打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的,為了測量小車獲得的速度,應(yīng)選用紙帶的______部分進(jìn)行測量和計(jì)算(用紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的編號(hào)回答);通過計(jì)算得到由于橡皮筋對(duì)小車做的功使小車最后獲得的速度大小為______m/s.

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

          (1)為進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn),有下列器材可供選擇:鐵架臺(tái)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器以及復(fù)寫紙、紙帶、低壓直流電源、天平、秒表、導(dǎo)線、電鍵,刻度尺,其中不必要的器材是______,缺少的器材是______.
          (2)驗(yàn)證機(jī)械能守恒亦可用如圖甲所示裝置,用包有白紙的質(zhì)量為1.00kg的圓柱棒替代紙帶和重物,蘸有顏料的毛筆固定在電動(dòng)機(jī)上并隨之轉(zhuǎn)動(dòng),使之替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.當(dāng)燒斷懸掛圓柱棒的線后,圓柱棒豎直自由下落,毛筆就在圓柱棒面上的紙上畫出記號(hào),如圖6乙所示,設(shè)毛筆接觸棒時(shí)不影響棒的運(yùn)動(dòng).測得記號(hào)之間的距離依次為26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm,已知電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)有“1440r/min”字樣,由此驗(yàn)證機(jī)械能守衡.根據(jù)以上內(nèi)容.回答下列問題:
          ①毛筆畫相鄰兩條線的時(shí)間間隔T=______s,圖乙中的圓柱棒的______端是懸掛端(填左或右).
          ②根據(jù)乙所給的數(shù)據(jù),可知毛筆畫下記號(hào)C時(shí),圓柱棒下落的速度vc=______m/s;畫下記號(hào)D時(shí),圓柱棒下落的速度vD=______m/s;記號(hào)C、D之間棒的動(dòng)能的變化量為______J,重力勢能的變化量______J(g=9.8m/s2).由此可得出的結(jié)論是______.(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
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          科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年山東省重點(diǎn)中學(xué)高一(下)模塊物理試卷(必修2)(解析版) 題型:填空題

          某探究小組利用如圖甲所示裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),圖中小車在一條橡皮筋的作用下彈出并沿木板滑行,這時(shí),橡皮筋對(duì)小車做的功為W.當(dāng)用2條、3條…橡皮筋實(shí)驗(yàn)時(shí),使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長的長度都保持一致,每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度都由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測出.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源頻率為50Hz.實(shí)驗(yàn)中將木板左端適當(dāng)墊高,在正確操作的情況下,某次所打紙帶如圖乙所示,打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的,為了測量小車獲得的速度,應(yīng)選用紙帶的    部分進(jìn)行測量和計(jì)算(用紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的編號(hào)回答);通過計(jì)算得到由于橡皮筋對(duì)小車做的功使小車最后獲得的速度大小為    m/s.

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