题目内容
【题目】如图所示,在坐标系的第一、四象限存在一宽度为 a、垂直纸面向外的有界匀强磁场,磁感应强度的大小为 B;在第三象限存在与 y 轴正方向成 θ=60°角的匀强电场。一个粒子源能释放质量为m、电荷量为+q的粒子,粒子的初速度可以忽略。粒子源在点时发出的粒子恰好垂直磁场边界 EF 射出;将粒子源沿直线 PO 移动到 Q 点时,所发出的粒子恰好不能从 EF 射出。不计粒子的重力及粒子间相互作用力。求:
(1)匀强电场的电场强度
(2)PQ 的长度
【答案】(1)(2)
【解析】(1)粒子源在P点时,粒子在电场中被加速,由动能定理
解得
粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律有
由几何关系得
解得
(2)粒子源在Q点时,设OQ=d,根据动能定理
根据牛顿第二定律有
粒子在磁场中运动的轨迹与边界EF相切,由几何关系知
故
联立得
长度
【题目】某同学为了探究杆转动时的动能表达式,设计了一实验:质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处,杆由水平位置静止释放,用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度vA,并记下该位置与转轴O的高度差h.
(1)调节h的大小并记录对应的速度vA,数据如下表.为了形象直观地反映vA和h的关系,应选择________(选填“vA”“v”或“v”)为纵坐标,并在坐标纸中标明纵坐标,画出图象.
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 |
v (s·m-1) | 0.81 | 0.58 | 0.47 | 0.41 | 0.36 | 0.33 |
v (m2·s-2) | 1.50 | 3.00 | 4.50 | 6.05 | 7.51 | 9.00 |
(2)当地重力加速度g取10 m/s2,结合图象分析,杆转动时的动能Ek=________(请用质量m、速度vA表示).