如图为质谱仪原理示意图,电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电压为U的加速电场后进入粒子速度选择器。选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的场强为E、方向水平向右。已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器,从G点垂直MN进入偏转磁场,该偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场。带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片的H点。可测量出G、H间的距离为L,(带电粒子的重力可忽略不计)求:
(1)粒子从加速电场射出时速度v的大小;
(2)粒子速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向;
(3)偏转磁场的磁感应强度B2的大小。
如图所示为电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度,它的右臂挂着矩形线圈,匝数为n,线圈的水平边长为L,处于匀强磁场内,磁感应强度B的方向与线圈平面垂直,当线圈中通过电流I时,调节砝码使两臂达到平衡。然后使磁场反向,大小不变,这时需要在左盘中增加质量为m的砝码,才能使两臂再次达到新的平衡。(重力加速度为g)
(1)导出用n、m、L、I、g计算B的表达式;
(2)当n=10,L=10.0cm,I=0.10A,m=5.00g时,磁感应强度是多少?(取g="10" m/s2)
如图所示,在足够大的空间内存在着水平向左的匀强电场,电场强度的大小为E=3.0×104N/C。有一个质量m=4.0×10-3kg的带电小球,用绝缘轻细线悬挂起来,静止时细线偏离竖直方向的夹角θ=37°。(sin37°=0.60,cos37°=0.80,取g=10m/s2,不计空气阻力的作用。)求:
(1)判断带电小球电性并求小球所带的电荷量;
(2)如果将细线轻轻剪断,求细线剪断后,小球运动的加速度大小。
如图所示,是U-I法测电源电动势和内阻的两种常用方法,由于电流表和电压表都不是理想电表,所以测量结果有系统误差。请分析以下问题:
(1)采用图1的方法,引入系统误差的原因是 ;采用图2的方法,引入系统误差的原因是
(2)图3和图4是用图像法处理的结果,请判断:
图3是用 (填“图1或图2”)电路处理的结果,其中图线 (填“1或2”)表示测量图线,图线 (填“1或2”)表示真实图线;图4是用 (填“图1或图2”)电路处理的结果,其中图线 (填“3或4”)表示测量图线,图线 (填“3或4”)表示真实图线;
在测定金属的电阻率的实验中,所用测量仪器均已校准 :
(1)用螺旋测微器测金属丝的直径如图甲所示,则该金属丝的直径为:d= mm;
(2)用欧姆表“×1”挡测量该金属丝的电阻,指针所指位置如图乙所示,则该金属丝的阻值约为
Ω;
(3)用伏安法测金属丝的电阻Rx,现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用,为减小实验误差,应选用的器材有 。(只填器材对应的序号)
A.电流表A1(量程0.6A、内阻约为0.5Ω )
B.电流表A2(量程:3A、内阻约为0.1Ω)
C.电压表V1(量程:3V、内阻约为6kΩ)
D.电压表V2(量程15V、内阻约为30kΩ )
E.滑动变阻器R1(阻值为0~1kΩ,额定电流为0.5A)
F.滑动变阻器R2(阻值为0~20Ω,额定电流为2A )
G.电池组E(电动势3V,内阻约为1Ω)
H.开关S一个,导线若干
某小组同学用伏安法利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
U/V |
0.10 |
0.30 |
0.70 |
1.00 |
1.50 |
2.00 |
2.48 |
I/A |
0.020 |
0.060 |
0.140 |
0.210 |
0.320 |
0.400 |
0.520 |
根据表中的数据,为了尽量减小实验误差,请你在图丙的虚线框内画出该小组同学设计的实验电路图。
(4)请根据改组同学测得的数据,在图丁中作出该电阻的U-I图线,并根据你作出的U-I图像得到该金属丝的阻值Rx=___________Ω(保留两位有效数字)。
如图所示是粒子速度选择器的原理图,如果粒子所具有的速率v=E/B那么
A.带正电粒子必须沿ab方向从左侧进入场区,才能沿直线通过 |
B.带负电粒子必须沿ba方向从右侧进入场区,才能沿直线通过 |
C.不论粒子电性如何,沿ab方向从左侧进入场区,都能沿直线通过 |
D.不论粒子电性如何,沿ba方向从右侧进入场区,都能沿直线通过 |
关于电场力与洛伦兹力,以下说法正确的是
A.电荷只要处在电场中,就会受到电场力,而电荷静止在磁场中,一定不会受到洛伦兹力 |
B.电场力可以对在电场中的电荷做功,而洛伦兹力对在磁场中的电荷一定不做功 |
C.电场力与洛伦兹力一样,受力方向都与电场线或磁感线相切 |
D.运动的电荷在磁场中一定会受到洛伦兹力的作用 |
如图所示是测绘小灯泡伏安特性曲线的实验电路图,关于该实验的操作和实验现象,下列说法正确的是
A.在开关S闭合之前,滑动变阻器的滑动触头应滑到最左端 |
B.本实验要求电流、电压均从零开始到额定电流、额定电压之间测量多组数据 |
C.当滑动变阻器的滑动触头从左端向右逐渐滑动过程中,电压表示数逐渐变大,电流表示数逐渐减小 |
D.当滑动变阻器的滑动触头从左端向右逐渐滑动过程中,电压表示数逐渐变大,电流表示数逐渐变大 |
如图所示是等量正点电荷的电场线分布图,图中虚线分别是两点电荷的连线和连线的中垂线,O点是点电荷连线的中点。由此可以判断下列说法正确的是
A.在点电荷之间的连线上,中点O的场强最小,电势最低 |
B.在点电荷连线的中垂线上,中点O的场强最大,电势最高 |
C.在点电荷连线的中垂线上,从O点向外,场强一直增大,电势一直降低 |
D.在点电荷之间的连线上,从一个点电荷到另一个点电荷,场强先减小后增大,电势先降低后升高 |
对下列物理公式理解正确的是
A.电阻的定义式,反映导体的电阻R与电压U成正比,与电流I成反比 |
B.电阻定律,反映导体的电阻R与导体长度L成正比,与导体横截面积S成反比,与导体的电阻率ρ成正比 |
C.闭合电路的欧姆定律,对纯电阻电路和非纯电阻电路都适用 |
D.闭合电路中E=U外+U内,表明闭合电路中电动势等于内外电路电势降落之和 |
在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时,若
A.测量时发现指针偏转角度过大,则必须增大倍率,重新调零后再进行测量 |
B.欧姆表内的电池使用时间太长,电源的电动势会减小,内阻会增大。虽然仍能进行调零,但测量值将偏小 |
C.选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间,则测量值小于250Ω |
D.从“×10”倍率更换为“×100”倍率后,没有进行重新调零,再测电阻时,测量阻值将大于实际阻值 |
平行板电容器两极板与静电计的连接如图所示,对电容器充电,使静电计张开某一角度,并撤去电源。以下说法正确的是
A.增大两板间距离,静电计指针张角变小 |
B.减小两板间距离,静电计指针张角变小 |
C.将两板错开一些,静电计指针张角变小 |
D.将某电介质插入极板间,静电计指针张开角度变大 |
如右图,水平桌面上固定放置一根条形磁铁,磁铁正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线,并与磁铁垂直。当直导线中通入图中所示方向的电流时,可以判断出
A.弹簧的长度变长,条形磁铁对桌面的压力减小 |
B.弹簧的长度变短,条形磁铁对桌面的压力减小 |
C.弹簧的长度变长,条形磁铁对桌面的压力增大 |
D.弹簧的长度变短,条形磁铁对桌面的压力增大 |
关于回旋加速器中电场和磁场的说法中正确的是
A.电场的变化周期随带电粒子做圆周运动速度增大而减小 |
B.电场和磁场是交替地对带电粒子做功的 |
C.只有磁场能对带电粒子起加速作用 |
D.磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动 |