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如图所示,M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板,两板间电压可取从零到某一最大值...

如图所示,M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板,两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值.带电粒子的电荷量与质量之比manfen5.com 满分网=3×102C/Kg(不计重力),静止的带电粒子从点P经电场加速后,从小孔 Q垂直于NC板进入N板右侧的匀强磁场区域,磁感应强度大小为B=2T,方向垂直于纸面向外,CD为磁场边界上的一绝缘板,它与N板的夹角为α=45°,孔Q到板的下端C的距离为L=1m.当M、N两板间电压取最大值时,粒子恰好垂直打在CD板上.求:
(1)两板间电压的最大值Um
(2)CD板上可能被粒子打中的区域的长度x.

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(1)粒子恰好垂直打在CD板上,根据粒子的运动的轨迹,可以求得粒子运动的半径,由半径公式可以求得电压的大小; (2)当粒子的运动的轨迹恰好与CD板相切时,这是粒子能达到的最下边的边缘,在由几何关系可以求得被粒子打中的区域的长度. 【解析】 (1)M、N两板间电压取最大值时,粒子恰好垂直打在CD板上, 所以圆心在C点,CH=CQ=L,故半径R1=L 又因qvB=m qUm=m 所以Um= 代入数据得     Um=600v      (2)设轨迹与CD板相切于K点,半径为R2, 在△AKC中:sin45°=, 所以R2=(-1)L, 即KC长等于R2=(-1)L, 所以CD板上可能被粒子打中的区域即为HK的长度, x=HK=R1-R2=(2-)L.
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考点分析:
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次数12345678
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电流表A2(量程0一200mA,内阻约10Ω)
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滑线变阻器R2(0一1kΩ,额定电流100mA)
电源E(电动势4V,内阻不计)开关S和导线若干
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(3)为提高实验结果的准确程度,从题中选出该同学实验时所用的器材:电流表为______
2

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(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的manfen5.com 满分网,数据如下表:
实验次数12345678
小车加速度
a/m•s-2
1.901.721.491.251.000.750.500.30
小车质量
m/kg
0.250.290.330.400.500.711.001.67
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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