题目内容
【题目】如图所示,图面内有竖直线DD',过DD'且垂直于图面的平面将空间分成I、II两区域。区域I有方向竖直向上的匀强电场和方向垂直图面的匀强磁场B(图中未画出);区域II有固定在水平面上高、倾角的光滑绝缘斜面,斜面顶端与直线DD'距离,区域II可加竖直方向的大小不同的匀强电场(图中未画出);C点在DD'上,距地面高。零时刻,质量为m、带电量为q的小球P在K点具有大小、方向与水平面夹角的速度。在区域I内做半径的匀速圆周运动,经C点水平进入区域II。某时刻,不带电的绝缘小球A由斜面顶端静止释放,在某处与刚运动到斜面的小球P相遇。小球视为质点,不计空气阻力及小球P所带电量对空间电磁场的影响。l已知,g为重力加速度。
(1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)若小球A、P在斜面底端相遇,求释放小球A的时刻tA;
(3)若小球A、P在时刻(β为常数)相遇于斜面某处,求此情况下区域II的匀强电场的场强E,并讨论场强E的极大值和极小值及相应的方向。
【答案】(1);(2)
(3)场强极小值为;场强极大值为,方向竖直向上。
【解析】试题分析:(1)由题知,小球P在区域Ⅰ内做匀速圆周运动,有①
代入数据解得②
(2)小球P在区域Ⅰ做匀速圆周运动转过的圆心角为θ,运动到C点的时刻为tC,到达斜面低端时刻为t1,有③
④
小球A释放后沿斜面运动加速度为aA,与小球P在时刻t1相遇于斜面底端,有⑤
⑥
联立以上方程可得⑦
(3)设所求电场方向向下,在t'A时刻释放小球A,小球P在区域Ⅱ运动加速度为aP,有
⑧
⑨
⑩
联立相关方程解得
对小球P的所有运动情形讨论可得
由此可得场强极小值为;场强极大值为,方向竖直向上。
【题目】在做“探究功与速度变化的关系”的实验,某实验小组用如图甲所示装置。图乙是打点计时器打出的纸带的其中一段,纸带上的小黑点是计数点,相邻的两计数点之间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz。
(1 )可以判断纸带的________(填“左端”或“右端” )与木块连接。
(2)根据纸带提供的数据可计算出打点计时器在打下A点、B点时木块的速度vA、vB,其中vA=________m/s(保留两位有效数字)。
(3)如图所示是另一小组的实验装置,实验中,通过改变橡皮筋的条数来改变橡皮筋对小车做的功。下列说法正确的是____________.
A.实验中需要平衡阻力 |
B.释放小车后开启打点计时器 |
C.需要测量橡皮筋对小车做功的数值 |
D.每次都要从同一位置由静止释放小车 |