题目内容
【题目】在空间有沿x轴正方向的匀强电场,在cm内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=0.10T,P点坐标(-16cm,32cm),带正电的粒子(重力不计,比荷)从P点由静止释放,求
(1)若粒子恰能从右侧飞出匀强磁场,求粒子在磁场中运动的时间.
(2)若粒子能通过x轴上的C点(cm,图中未画),通过C点时速度方向与x轴正方向成37°,则匀强电场的场强为多大?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
【答案】(1)2.0×10-7s(2)5.625×104 V/m
【解析】
(1)粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动,粒子的半径为r1,有
qvB =
粒子在磁场中做圆周运动的周期
此情形粒子在磁场中运动时间
解得
(2)设电场强度为E2,粒子在磁场中做圆周运动的半径为r2,由几何关系有
由功能关系有
由牛顿定律有
代入数据解得
E2=5.625×104 V/m
【题目】学校开展研究性学习,某同学为了探究杆子转动时的动能表达式,设计了下图所示的实验:质量为m的均匀长直杆一端固定在转轴O处,杆由水平位置静止释放,用置于圆弧上某位置的光电门测出另一端A经过该位置时的瞬时速度vA,并记下该位置与转轴O的高度差h.
(1)该同学用20分度的游标卡尺测得长直杆的横截面的直径如图为_____________mm。
(2)调节h的大小并记录对应的速度vA,数据如下表。
组 次 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
h/m | 0.05 | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 |
vA/(m·s-1) | 1.23 | 1.73 | 2.12 | 2.46 | 2.74 | 3.00 |
vA-1/ s·m-1) | 0.81 | 0.58 | 0.47 | 0.41 | 0.36 | 0.33 |
vA2/(m2·s-2) | 1.50 | 3.00 | 4.50 | 6.05 | 7.51 | 9.00 |
为了形象直观地反映vA和h的关系,请选择适当的纵坐标并画出图象_______。
(3)当地重力加速度g取10m/s2,不计一切摩擦。请根据能量守恒规律并结合你找出的函数关系式,写出此杆转动时动能的表达式Ek=_________(请用数字、质量m、速度vA表示)
(4)为了减小空气阻力对实验的影响,请提出一条可行性措施__________。