如图所示,在圆心为O、半径R=5cm的竖直圆形区域内,有一个方向垂直于圆形区域向外的匀强磁场,竖直平行放置的金属板连接在图示电路中,电源电动势E=220V、内阻r=5,定值电阻的阻值R1=16,滑动变阻器R2的最大阻值Rmax=199;两金属板上的小孔S1、S2与圆心O在垂直于极板的同一直线上,现有比荷的带正电粒子由小孔S1进入电场加速后,从小孔S2射出,然后垂直进入磁场并从磁场中射出,滑动变阻器滑片P的位置不同,粒子在磁场中运动的时间也不同,当理想电压表的示数U=100V时,粒子从圆形区域的最低点竖直向下穿出磁场,不计粒子重力和粒子在小孔S1处的初速度,取tan68.2°=2.5,求:
(1)U=100V时,粒子从小孔S2穿出时的速度大小v0;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B;
(3)粒子在磁场中运动的最长时间t。(结果保留两位有效数字)
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如图所示,在圆心为O、半径R=5cm的竖直圆形区域内,有一个方向垂直于圆形区域向外的匀强磁场,竖直平行放置的金属板连接在图示电路中,电源电动势E=220V、内阻r=5,定值电阻的阻值R1=16,滑动变阻器R2的最大阻值Rmax=199;两金属板上的小孔S1、S2与圆心O在垂直于极板的同一直线上,现有比荷的带正电粒子由小孔S1进入电场加速后,从小孔S2射出,然后垂直进入磁场并从磁场中射出,滑动变阻器滑片P的位置不同,粒子在磁场中运动的时间也不同,当理想电压表的示数U=100V时,粒子从圆形区域的最低点竖直向下穿出磁场,不计粒子重力和粒子在小孔S1处的初速度,取tan68.2°=2.5,求:
(1)U=100V时,粒子从小孔S2穿出时的速度大小v0;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B;
(3)粒子在磁场中运动的最长时间t。(结果保留两位有效数字)
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如图所示,在圆心为O、半径R=5cm的竖直圆形区域内,有一个方向垂直于圆形区域向外的匀强磁场,竖直平行放置的金属板连接在图示电路中,电源电动势E=220V、内阻r=5,定值电阻的阻值R1=16,滑动变阻器R2的最大阻值Rmax=199;两金属板上的小孔S1、S2与圆心O在垂直于极板的同一直线上,现有比荷的带正电粒子由小孔S1进入电场加速后,从小孔S2射出,然后垂直进入磁场并从磁场中射出,滑动变阻器滑片P的位置不同,粒子在磁场中运动的时间也不同,当理想电压表的示数U=100V时,粒子从圆形区域的最低点竖直向下穿出磁场,不计粒子重力和粒子在小孔S1处的初速度,取tan68.2°=2.5,求:
(1)U=100V时,粒子从小孔S2穿出时的速度大小v0;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B;
(3)粒子在磁场中运动的最长时间t。(结果保留两位有效数字)
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(18分)如图所示,在以O为圆心,半径为R=10cm的圆形区域内,有一个水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B2=0.1T,方向垂直纸面向外。M、N为竖直平行放置的相距很近的两金属板, S1、S2为M、N板上的两个小孔,且S1、S2跟O点在垂直极板的同一水平直线上。金属板M、N与一圆形金属线圈相连,线圈的匝数n=1000匝,面积S=0.2m2,线圈内存在着垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小随时间变化的规律为B1=B0+kt(T),其中B0、k为常数。另有一水平放置的足够长的荧光屏D,O点跟荧光屏D之间的距离为H=2R。比荷为2×105 C/kg的正离子流由S1进入金属板M、N之间后,通过S2向磁场中心射去,通过磁场后落到荧光屏D上。离子的初速度、重力、空气阻力及离子之间的作用力均可忽略不计。问:
(1)k值为多少可使正离子垂直打在荧光屏上?
(2)若k=0.45T/s,求正离子到达荧光屏的位置。
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如图所示,在以O为圆心,半径为R=10cm的圆形区域内,有一个水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B2=0.1T,方向垂直纸面向外。M、N为竖直平行放置的相距很近的两金属板, S1、S2为M、N板上的两个小孔,且S1、S2跟O点在垂直极板的同一水平直线上。金属板M、N与一圆形金属线圈相连,线圈的匝数n=1000匝,面积S=0.2m2,线圈内存在着垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小随时间变化的规律为B1=B0+kt(T),其中B0、k为常数。另有一水平放置的足够长的荧光屏D,O点跟荧光屏D之间的距离为H=2R。比荷为2×105 C/kg的正离子流由S1进入金属板M、N之间后,通过S2向磁场中心射去,通过磁场后落到荧光屏D上。离子的初速度、重力、空气阻力及离子之间的作用力均可忽略不计。问:
(1)k值为多少可使正离子垂直打在荧光屏上
(2)若k=0.45T/s,求正离子到达荧光屏的位置。
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