图8-3-20 一圆筒的横截面如图8-3-20所示.其圆心为O.筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场.磁感应强度为B.圆筒下面有相距为d的平行金属板M.N.其中M板带正电荷.N板带等量负电荷.质量为m.电荷量为q的带正电粒子自M板边缘的P处由静止释放.经N板的小孔S以速度v沿半径SO方向射入磁场中.粒子与圆筒发生两次碰撞后仍从S孔射出.设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失.且电荷量保持不变.在不计重力的情况下.求: (1)M.N间电场强度E的大小, (2)圆筒的半径R, (3)保持M.N间电场强度E不变.仅将M板向上平移d.粒子仍从M板边缘的P处由静止释放.粒子自进入圆筒至从S孔射出期间.与圆筒的碰撞次数n. [解析] 根据动能定理.洛伦兹力公式.牛顿第二定律解决问题. (1)设两板间的电压为U.由动能定理得 qU=mv2① 由匀强电场中电势差与电场强度的关系得 U=Ed② 联立上式可得 E=③ (2)粒子进入磁场后做匀速圆周运动.运用几何关系作出圆心为O′.圆半径为r.设第一次碰撞点为A.由于粒子与圆筒发生两次碰撞又从S孔射出.因此.SA弧所对的圆心角∠AO′S等于. 由几何关系得 r=Rtan ④ 粒子运动过程中洛伦兹力提供向心力.由牛顿第二定律.得 qvB=m⑤ 联立④⑤式得 R=⑥ (3)保持M.N间电场强度E不变.M板向上平移d后.设板间电压为U′.则 U′==⑦ 设粒子进入S孔时的速度为v′.由①式看出 = 综合⑦式可得 v′=v⑧ 设粒子做圆周运动的半径为r′.则 r′=⑨ 设粒子从S到第一次与圆筒碰撞期间的轨迹所对圆心角为θ.比较⑥⑨两式得到r′=R.可见 θ=⑩ 粒子需经过四个这样的圆弧才能从S孔射出.故 n=3⑪ [答案] 3 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

某空间存在水平方向的匀强电场(图中未画出),带电小球沿如图8-3-20所示的直线斜向下由A点沿直线向B点运动,此空间同时存在由A指向B的匀强磁场,则下列说法正确的是                                                              (  ).

A.小球一定带正电

B.小球可能做匀速直线运动

C.小球一定做匀加速直线运动

D.运动过程中,小球的机械能增大

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在光滑水平面上,有一质量为m1=20 kg的小车,通过一根几乎不能伸长的轻绳与另一个质量为m2=25 kg的拖车相连接,一质量为m3=15 kg的物体放在拖车的平板上,物体与平板间的动摩擦因数μ=0.2.开始时,拖车处于静止状态,绳未拉紧(如图8- 7- 3所示),小车以v0=3 m/s的速度向前运动.求:

(1)当m1m2m3以同一速度前进时,其速度的大小;

(2)物体在拖车平板上移动的距离(g取10 m/s2).

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 (2013·苏北四市模拟)如图8-1-20所示,在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CDEF,导轨上放有一金属棒MN.现从t=0时刻起.给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比,即Ikt,其中k为常量,金属棒与导轨始终垂直且接触良好.下列关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象,可能正确的是                                                          (  ).

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如图8-5-3所示,一根一端封闭的玻璃管,长为L=95 cm,内有一段长为h=20 cm的水银柱.当温度为27℃时,开口端竖直向上,被封闭的气柱长为H=60 cm.问温度至少升高到多少时,水银柱才能从管中全部溢出.(设大气压为75 cmHg)

8-5-3

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在测定金属的电阻率的实验中,用该金属制成的长约(0.8m,直径小于1mm的电阻丝,电阻约5Ω左右。实验步骤如下:
(1)用米尺测量接入电路部分的金属导线的长度,测三次,求出平均值L。用叠绕法测出金属导线的直径d.
(2)用伏安法测量金属导线的电阻R.试把图8-4-3中所给出的器材连成测量R的合适线路,图中安培表的量程为0.6A,内阻接近1Ω,伏特表量程为3V,内阻为几kΩ,电源的电动势为6V,变阻器的阻值为0Ω~20Ω。要求在闭合电键前,变阻器的滑动触点应处于正确位置。
(3)用上面测得的L、d和R,根据电阻率的表达式ρ=______,算出所测金属的电阻率。

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同步练习册答案