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(20分)电视机的显像管中,电子束的偏转是用电偏和磁偏转技术实现的。如图甲所示,...

(20分)电视机的显像管中,电子束的偏转是用电偏和磁偏转技术实现的。如图甲所示,电子枪发射出的电子经小孔S1进入竖直放置的平行金属板M、N间,两板间所加电压为U0;经电场加速后,电子由小孔S2沿水平放置金属板P和Q的中心线射入,两板间距离和长度均为;距金属板P和Q右边缘处有一竖直放置的荧光屏;取屏上与S1、S2共线的O点为原点,向上为正方向建立x轴。已知电子的质量为m,电荷量为e,初速度可以忽略。不计电子重力和电子之间的相互作用。

(1)求电子到达小孔S2时的速度大小v;

(2)若金属板P、Q间只存在垂直于纸面向外的匀强磁场,电子恰好经过P板的右边缘飞出,求磁场的磁感应强度大小B;

(3)若金属板P和Q间只存在电场,P、Q两板间电压u随时间t的变化关系如图乙所示,单位时间内从小孔S1进入的电子个数为N。电子打在荧光屏上形成一条亮线;每个电子在板P和Q间运动的时间极短,可以认为两板间的电压恒定;忽略电场变化产生的磁场。试求在一个周期(即2t0时间)内打到荧光屏单位长度亮线上的电子个数n。

 

 

 

(1) (2) (3) 【解析】 试题分析:(1)根据动能定理 ① 解得: ② (2)电子在磁场中做匀速圆周运动,设圆运动半径为 R,在磁场中运动轨迹如图,由几何关系 ③ 根据牛顿第二定律: ④ 解得: ⑤ (3) 设电子在偏转电场PQ中的运动时间为t,PQ间的电压为u时恰好打在极板边缘 垂直电场方向: ⑥ 平行电场方向: ⑦ 此过程中电子的加速度大小 ⑧ 解得:, 即当两板间电压为时打在极板上 ⑨ 电子出偏转电场时,在x方向的速度 ⑩ 电子在偏转电场外做匀速直线运动,设经时间t2到达荧光屏。则 水平方向: 竖直方向: 电子打在荧光屏上的位置坐标 亮线长度 一个周期内打在荧光屏上的电子数: 2t0时间内,打到单位长度亮线上的电子个数: 评分标准:①③④⑤式各2分,其余各式均1分,共计20分。 考点:本题考查带电粒子在复合场中的运动  
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考点分析:
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质量为mB = 2kg的木板B静止于光滑水平面上,质量为mA = 6kg的物块A停在B的左端,质量为mC = 2kg的小球C用长为L=08 m的轻绳悬挂在固定点O。现将小球C及轻绳拉直至水平位置后由静止释放,小球C在最低点与A发生正碰,碰撞作用时间很短为,之后小球C反弹所能上升的最大高度h=02m。已知A、B间的动摩擦因数,物块与小球均可视为质点,不计空气阻力,取g=10m/s2

求:小球C与物块A碰撞过程中所受的撞击力大小;

为使物块A不滑离木板B,木板B至少多长?

 

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如图甲是某研究小组设计的一个实验电路,R为阻值可调节的电阻箱,R0为定值电阻,K为单刀双掷开关,电流表量程适当、内阻忽略不计,用该实验电路测量直流电源的电动势E和内阻r.

    

(1) 读出图乙中电阻箱的阻值R=________ Ω.

(2) 根据图甲实验电路,用笔画线代表导线将图乙仪器连接好.

(3)将单刀双掷开关K分别打到a、空置两种状态下并保持电阻箱阻值(已知)不变,闭合开关K1时电流表的读数分别为Ia、I0,则直流电源的电动势E=________(用符号表示)

 

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用图(a)所示的实验装置验证牛顿第二定律:

1)某同学通过实验得到如图(b)所示的a﹣F图象,造成这一结果的原因是:在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角     (填偏大偏小).

2)该同学在平衡摩擦力后进行实验,实际小车在运动过程中所受的拉力     砝码和盘的总重力(填大于小于等于),为了便于探究、减小误差,应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足     的条件

3)某同学得到如图所示的纸带.已知打点计时器电源频率为50HzABCDEFG是纸带上7个连续的点.△s=sDG﹣sAD=     cm.由此可算出小车的加速度a=     m/s2(保留两位有效数字).

 

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如图甲所示,导体棒MN置于水平导轨上,PQMN所围的面积为S,PQ之间有阻值为R的电阻,不计导轨和导体棒的电阻。导轨所在区域内存在沿竖直方向的匀强磁场,规定磁场方向竖直向上为正,在0~2t0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示,导体棒MN始终处于静止状态。下列说法正确的是

A. 在0~t0和t0~2t0时间内,导体棒受到的导轨的摩擦力方向相同

B. 在0~t0内,通过导体棒的电流方向为N到M

C. 在t0~2t0内,通过电阻R的电流大小为

D. 在0~2t0时间内,通过电阻R的电荷量为

 

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如图所示,正方形abcd区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,O点是cd边的中点一个带正电的粒子(重力忽略不计)若从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内,经过时间t0刚好从c点射出磁场.现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成30°的方向(如图中虚线所示),以各种不同的速率射入正方形内,那么下列说法中正确的是(  )

A.该带电粒子不可能刚好从正方形的某个顶点射出磁场

B.若该带电粒子从ab边射出磁场,它在磁场中经历的时间可能是t0

C.若该带电粒子从bc边射出磁场,它在磁场中经历的时间可能是

D.若该带电粒子从cd边射出磁场,它在磁场中经历的时间一定是

 

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