题目内容

【题目】如图所示,在第一象限内有垂直纸面向里和向外的匀强磁场,磁感应强度分别为B1=0.1TB2=0.05T,分界线OMx轴正方向的夹角为α.在第二、三象限内存在着沿x轴正方向的匀强电场,电场强度E=1×104V/m.现有一带电粒子由x轴上A点静止释放,从O点进入匀强磁场区域.已知A点横坐标xA5×10-2m,带电粒子的质量m=1.6×1024kg,电荷量q=+1.6×1015C

1)求粒子到达O点时的速度大小;

2)如果α=30°,则粒子能经过OM分界面上的哪些点?

3)如果α=30°,让粒子在OA之间的某点释放,要求粒子仍能经过(2)问中的那些点,则粒子释放的位置应满足什么条件?

【答案】(1) (2) l(3k2)×102mk=123…)或l3k′×102mk′=123…);(3)

【解析】

(1)根据动能定理可知

解得粒子到达O点时的速度大小:

(2) α=30°时,粒子每次在任意一个磁场中运动的圆弧的圆心角均为60°,弦长均等于半径.粒子在磁场B1中运动

解得:

r11×102m

同理粒子在磁场B2中运动的半径

r22r12×102m

OM上经过的点距离O点的距离是

lkr1+(k1)r2(3k2)r1(3k2)×102mk=123…

lk′(r1+r2)3k′×102mk′=123…

(3) 要仍然经过原来的点,需满足

r1n(r1+r2)n=123…

解得

根据匀变速规律可知,粒子释放的位置应满足

或者

r1n′(2r1′′+r2′′)n′=123…

解得:

粒子释放的位置应满足

练习册系列答案
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【题目】利用图1装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、小铁锤、铁架台、导线及开关外,在下面的器材中,必须使用的还有________。(选填器材前的字母)

A.天平 B.刻度尺 C.游标卡尺 D.直流电源 E.交流电源 F.秒表

(2)2是实验中得到的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点ABC,测得它们到起始点O的距离分别为hAhBhC重锤质量用m表示,已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的频率为f。从打下O点到打下B点的过程中,重锤重力势能的减少量∣ΔEp=________,动能的增加量ΔEk=________

(3)在实验过程中,数据处理正确的是________

A.做实验时,先接通打点计时器的电源,再释放重锤

B.为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v,可测量该点到O点的距离h,再根据公式计算,其中g应取当地的重力加速度

C.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v

D.用刻度尺测量某点到O点的距离h,利用公式mgh计算重力势能的减少量,其中g应取当地的重力加速度

(4)某同学操作时在重锤下落后接通电源,打点计时器开始工作;该同学把第一个打点记为O,测量其它计数点到起始点O的距离h,并计算出打相应计数点时重锤的速度v,描绘v2-h图像。若实验中重锤所受阻力不可忽略,且阻力大小保持不变,从理论上分析,v2-h图像是图3中的哪一个________

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