题目内容
【题目】如图所示,在直角坐标系xOy的第Ⅰ象限内有沿y轴负向的匀强电场,电场强度为E,第Ⅳ象限内有垂直纸面向外的匀强磁场.一个质量为m、电荷量为+q的粒子从y轴上的P点沿x轴正向进入电场,粒子从x轴上的Q点进入磁场.已知Q点的坐标为(L,0),不计粒子的重力及粒子间的相互作用.
(1)若粒子在Q点的速度方向与x轴正方向成30°角,求P、Q两点间的电势差;
(2)若从y轴正半轴各点依次向x轴正向发射质量为m、电荷量为+q的速度大小适当的粒子,它们经过电场偏转后都通过Q点进入磁场,其中某个粒子A到达Q点的速度最小.粒子A经过磁场偏转后恰好垂直y轴射出了磁场.求匀强磁场的磁感应强度的大小.
【答案】(1) EL (2)
【解析】(1)粒子在Q点的速度方向与x轴正方向成30°角,分解Q点的速度可得vy=v0tan30°
从P点到Q点:L=v0t,y=vyt
得P点的纵坐标y=L
所以UPQ=Ey=EL
(2)设粒子A进入电场的速度为v1,它进入电场后qE=ma
L=v1t,vy=at,vQ=
得vQ=
由数学知识可知,当v1=时,vQ取最小值.
即v1=时,Q点的速度最小值
为vQ=
此时vy=v1,粒子A在Q点的速度方向与x轴正向夹角为45°.
所以粒子A进入磁场后的偏转半径(如图)R=L
由qvQB=m得B=
得B=
【题目】在“验证机械能守恒定律”实验中:
(1)运用公式对实验条件的要求是在打第一个点时,重锤恰好由静止开始下落,为此,所选择的纸带第1、2点间的距离应接近___________.
(2)某同学实验步骤如下:
A.用天平准确测出重锤的质量; |
B.把打点计时器固定在铁架台上,并接到电源的“直流输出”上 |
C.将纸带一端固定在重锤上,另一端穿过打点计时器的限位孔,使重锤靠近打点计时器 |
D.先释放重锤,后接通电源 |
E、取下纸带,再重复几次;
F、选择纸带,测量纸带上某些点之间的距离;
G、根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
你认为他实验步骤中多余的步骤是_____________,错误的步骤是_____________(均填序号)。
(3)在该实验中根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落的距离h,以为纵轴,以h为横轴画出图线,则图线应是图中的__________就证明机械能是守恒的,图线的斜率代表的物理量是_________.