题目内容
【题目】如图所示,在平面直角坐标系xOy中的第一象限内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向里的有界矩形匀强磁场区域(图中未画出);在第二象限内存在沿x轴负方向的匀强电场。一粒子源固定在x轴上坐标为的A点。粒子源沿y轴正方向释放出一个速率为的电子,电子通过y轴上的C点时,速度方向与y轴正方向成 =45°角,电子经过磁场偏转后从D点(图中未画出)离开磁场,之后恰好垂直通过第一象限内与x轴正方向成 15°角的射线ON.已知电子的质量为m,电荷量值为e,不考虑电子的重力。求
(1)匀强电场的电场强度E的大小;
(2)电子在电场和磁场中运动的总时间t;
(3)C、D两点间的距离。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
电子从A到C的过程中,由动能定理得:
且
联立解得:;
电子在电场中做类平抛运动,沿电场方向有:,
其中
由数学知识知电子在磁场中的速度偏向角等于圆心角:
电子在磁场中的运动时间:,
其中
电子在电场和磁场中运动的总时间
联立解得:;
电子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,
则有
磁场存在的最小矩形区域如图所示。
由数学知识得:
联立解得:。
【题目】为了研究物体的动能与物体的质量有怎样的关系,某实验小组设计了这样一个实验: 装置如图所示,将质量不同的小球从光滑斜面上同一高度处由静止释放,小球到达水平面时,立即遇到一系列条形布帘阻挡,经过一定的位移x后停下。因为布帘对小球的阻力恒定,所以每次小球克服阻力所作的功都与x成正比,他们记录了每次实验小球的质量m和小球的位移x,如下表所示:
m(kg) | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 |
x(m) | 0.08 | 0.16 | 0.23 | 0.32 | 0.41 |
请回答下列问题:
(1)实验中,每次小球释放的高度总是相同的,这样做的目的是______________;
(2)在图中两出x-m图像_________________;
(3)根据图像可以得出x与m的数学表达式为:_________________,你认为决定图像的斜率大小的因素可能是___________________。