题目内容
【题目】如图所示,直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场,在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场.一电量为q、质量为m的带正电 的粒子,在-x轴上的点a以速率v0,方向和-x轴方向成60°射入磁场,然后经过y轴上y =L处的b点垂直于y轴方向进入电场,并经过x轴上x=2L处的c 点.不计重力.求:
(1)磁感应强度B的大小
(2)电场强度E的大小
(3)粒子在磁场和电场中的运动时间之比.
【答案】(1) (2)(1)2π:9
【解析】
【试题分析】由几何知识求出粒子的轨道半径,然后由牛顿第二定律求出磁感应强度大小.粒子在电场中做类平抛运动,由类平抛运动规律求出电场强度大小.求出粒子在磁场中的运动时间与在电场中的运动时间,然后求出时间之比.
(1)粒子的运动轨迹如图所示:
由几何知识可得:r+rsin30°=L
粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径:
粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,
由牛顿第二定律得:
解得:
(2)粒子在电场中做类平抛运动,
水平方向:2L=v0t
竖直方向:
解得:
(3)粒子在磁场中做圆周运动的周期:
由几何知识可知,粒子在磁场中转过的圆心角:θ=180°-60°=120°
粒子在磁场中做圆周运动的时间:
粒子在电场中的运动时间:
粒子在磁场和电场中的运动时间之比:
【题目】几位同学在进行“用单摆测定重力加速度”的实验
(1)甲同学分别选用四种材料不同、直径相同的实心球做实验,记录的实验测量数据如下表所示,若要更准确的计算出当地的重力加速度值,应选用第___________组实验数据。
组别 | 摆球材料 | 摆长L/m | 最大摆角 | 全振动次数N/次 |
1 | 铜 | 0.40 | 15° | 20 |
2 | 铁 | 1.00 | 5° | 50 |
3 | 铝 | 0.40 | 15° | 10 |
4 | 木 | 1.00 | 5° | 50 |
(2)乙同学选择了合理的实验装置后,测量出几组不同摆长L和周期T的数值,画出如图图象中的实线OM,并算出图线的斜率为k,则当地的重力加速度g=__________。
(3)丙同学也进行了与乙同学同样的实验,但实验后他才发现自己测量摆长时忘了加上摆球的半径,已知图中虚线②、③与OM平行,则该同学当时作出的图象应该是图中虚线_______________。