(09年孝感三中調(diào)研)(15分)如圖所示,在以O(shè)為圓心,半徑為R=
(1)請分段描述正離子自S1到熒光屏D的運動情況。
(2)如果正離子垂直打在熒光屏上,電壓表的示數(shù)多大?
(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P的位置,正離子到達(dá)熒光屏的最大范圍多大?
解析:(1)正離子在兩金屬板間做勻加速直線運動,離開電場后做勻速直線運動,進(jìn)入磁場后做勻速圓周運動,離開磁場后,離子又做勻速直線運動,直到打在熒光屏上。(2分)
(2)設(shè)離子由電場射出后進(jìn)入磁場時的速度為v。因離子是沿圓心O的方向射入磁場,由對稱性可知,離子射出磁場時的速度方向的反向延長線也必過圓心O。離開磁場后,離子垂直打在熒光屏上(圖中的O′點),則離子在磁場中速度方向偏轉(zhuǎn)了90°,離子在磁場中做圓周運動的徑跡如圖答1所示。
由幾何知識可知,離子在磁場中做圓周運動的圓半徑cm ①
設(shè)離子的電荷量為q、質(zhì)量為m,進(jìn)入磁場時的速度為v有
由,得 ②
設(shè)兩金屬板間的電壓為U,離子在電場中加速,由動能定理有:
③
而 ④
由②③兩式可得 ⑤
代入有關(guān)數(shù)值可得U = 30V,也就是電壓表示數(shù)為30V。(6分)
(3)因兩金屬板間的電壓越小,離子經(jīng)電場后獲得的速度也越小,離子在磁場中作圓周運動的半徑越小,射出電場時的偏轉(zhuǎn)角越大,也就越可能射向熒光屏的左側(cè)。
由閉合電路歐姆定律有,1A
當(dāng)滑動片P處于最右端時,兩金屬板間電壓的最大,為= 90V;
當(dāng)滑動片P處于最左端時,兩金屬板間電壓最小,為= 10V;
兩板間電壓為10V時,離子射在熒光屏上的位置為所求范圍的最左端點,
由②③可解得離子射出電場后的速度大小為v1 = 2×103m/s,離子在磁場中做圓運動的半徑為r1 = 0.1m,或直接根據(jù)⑤式求得r1 = 0.1m,此時粒子進(jìn)入磁場后的徑跡如圖答2所示,O1為徑跡圓的圓心,A點為離子能射到熒光屏的最左端點。由幾何知識可得:
,所以
所以
cm = 20cm
而兩板間電壓為V時,離子射在熒光屏上的位置為所求范圍的最右端點,此時粒子進(jìn)入磁場后的徑跡如圖答3所示。
同理由②③可解得離子射出電場后的速度大小為v2 = 6×103m/s,離子在磁場中做圓運動的半徑為r2 = 0.3m,或直接由⑤式求得r2 = 0.3m,由幾何知識可得
即β= 120°
所以cm = 20cm
離子到達(dá)熒光屏上的范圍為以O′為中點的左右兩側(cè)20cm。(7分)
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(09年孝感三中調(diào)研)(12分)abc是光滑絕緣的軌道,其中ab是水平的,bc為與ab相切的位于豎起平面內(nèi)的半圓,半徑R=0.4m,質(zhì)量m=0.20的不帶電小球A靜止在軌道上,另一質(zhì)量M=0.60,速度V0,帶正電,電量為1×10-3C的小球B與小球A發(fā)生正碰,碰后兩球粘在一起,所帶電量不變,在半圓軌道中存在水平向右勻強(qiáng)電場E=半圓軌道bc左側(cè)無電場。已知相碰后AB球經(jīng)過半圓軌道最高點C落到軌道上距b點L=0.4m處,重力加速度g=10m/s2求:
(1)小球B的初速度v0大;
(2)AB球碰后粘在一起,在半圓軌道上,運動的最大速度?
(3)AB球在速度最大時,球?qū)壍赖膲毫Υ笮。?/p>
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科目:高中物理 來源: 題型:
(09年孝感三中調(diào)研)(13分)一個半徑r=0.10m的閉合導(dǎo)體圓環(huán),圓環(huán)單位長度的電阻R0=1.0×10
(1)分別求在0~0.3 s和0.3 s~0.5s 時間內(nèi)圓環(huán)中感應(yīng)電動勢的大小;
(2)分別求在0~0.3 s和0.3 s~0.5s 時間內(nèi)圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小,并在圖丙中畫出圓環(huán)中感應(yīng)電流隨時間變化的i-t圖象(以線圈中逆時針電流為正,至少畫出兩個周期);
(3)求在0~10s內(nèi)圓環(huán)中產(chǎn)生的焦耳熱。
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科目:高中物理 來源: 題型:
(09年孝感三中調(diào)研)(14分)如圖是放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置,滑軌由四部分粗細(xì)均勻的金屬桿組成:水平直軌AB,半徑分別為R1 =1.0m和R2 = 3.0m的弧形軌道,傾斜直軌CD長為L = 6m且表面粗糙,動摩擦因數(shù)為μ=,其它三部分表面光滑, AB、CD與兩圓形軌道相切.現(xiàn)有甲、乙兩個質(zhì)量為m=2kg的小球穿在滑軌上,甲球靜止在B點,乙球從AB的中點E處以v0 =10m/s的初速度水平向左運動.兩球在整個過程中的碰撞均無能量損失。已知θ =37°,(取g= 10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)甲球第一次通過⊙O2的最低點F處時對軌道的壓力;
(2)在整個運動過程中,兩球相撞次數(shù);
(3)兩球分別通過CD段的總路程.
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(09年孝感三中調(diào)研)(10分)某同學(xué)為了測電流表A1的內(nèi)阻r1的精確值,有如下器材:
器材名稱 | 器材代號 | 器材規(guī)格 |
電流表 電流表 定值電阻 滑動變阻器 滑動變阻器 電源 | A1 A2 R0 R1 R2 E | 量程300mA,內(nèi)阻約為5Ω 量程600mA,內(nèi)阻約為1Ω 5Ω 0~10Ω,額定電流1A 0~250Ω,額定電流0.3A 電動勢3V,內(nèi)阻較小 |
導(dǎo)線、電鍵 |
| 若干 |
(1)(5分)要求電流表A1的示數(shù)從零開始變化,且能多測幾組數(shù)據(jù),盡可能減小誤差。在虛線框中畫出測量用的電路圖,并在圖中標(biāo)出所用器材的代號。
(2)(5分)若選測量數(shù)據(jù)中的一組來計算電流表A1的內(nèi)阻r1,則所用電流表A1的內(nèi)阻r1的表達(dá)式為r1= ;式中各符號的意義是
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