题目内容
【题目】(12分)如图所示,在xoy坐标平面的第一象限内有沿-y方向的匀强电场,在第四象限内有垂直于平面向外的匀强磁场。现有一质量为m,带电量为-q的粒子(重力不计)以初速度v0沿-x方向从坐标为(3L、L)的P点开始运动,接着进入磁场,最后由坐标原点射出,射出时速度方向与y轴方间夹角为45,求:
(1)粒子从O点射出时的速度v和电场强度E;
(2)粒子从P点运动到O点过程所用的时间。
【答案】
(1)粒子在电场中做类平抛运动,在磁场中作圆周运动。到达O点时的速度与平抛运动末速度大小相等,方向都与水平方向成45角。则平抛运动末速度的竖直分速度v⊥与水平分速度v都为v0,且有平抛阶段的水平位移是竖直位移的两倍。
对类平抛过程,有:
根据功能关系有: [来源:Z#xx#k.Com]
其中s为平抛水平射程,t为平抛时间。
解得:v=v0,
(2)设R为粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径,由几何知识可知圆弧所对圆心角为90,则R=l
粒子从O点运动到P点过程所用的时间等于在电场中做类平抛运动的时间与在磁场中运动四分之一圆周的时间之和,则:
总时间为:t总=t+=。
【解析】略
【题目】在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出,电火花计时器接220V、50Hz交流电源.
(1)设电火花计时器的周期为T,计算F点的瞬时速度vF的公式为vF=__________;
(2)他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表.以A点对应的时刻为t=0,试在下图所示坐标系中合理地选择标度,作出v--t图象______,并利用该图象求出物体的加速度a=_________(保留两位有效数字)
对应点 | B | C | D | E | F |
速度(m/s) | 0.141 | 0.180 | 0.218 | 0.262 | 0.301 |
(3)如果当时电网中交变电流的电压变成210V,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比______________.(填“偏大”、“偏小”或“不变”)