题目内容
【题目】边长为L的等边三角形OAB区域内有垂直纸面向里的匀强磁场。在纸面内从O点向磁场区域AOB各个方向瞬时射入质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,所有粒子的速率均为v 。如图所示,沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出,不计粒子之间的相互作用和重力的影响,已知sin35°≈0.577。求:
(1)匀强磁场的磁感应强度;
(2)带电粒子在磁场中运动的最长时间;
(3)沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出时,还在磁场中运动的粒子占所有粒子的比例。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】试题分析:(1)OC=Lcos30o=L ①
沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出,由几何知识得粒子做圆周运动的圆弧对的圆心角为60°。
半径r= OC=L ②
由qvB=③
得B==④
(2)从A点射出的粒子在磁场中运动时间最长 ⑤
设弦OA对的圆心角为,由几何关系得
sin==≈0.577, ≈70° ⑥
最长时间tm≈⑦
(3)从OA上D点射出的粒子做圆周运动的弦长OD=OC,粒子做圆周运动的圆弧对的圆心角也为60°,如图,由几何知识得入射速度与OD的夹角应为30o ,即沿OC方向射入的粒子在磁场中运动的时间与沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出的时间相等,从OB方向到OC方向这30o 范围内的粒子此时都还在磁场中,而入射的范围为60°,故还在磁场中运动的粒子占所有粒子的比例是⑧
【题目】用如图所示的气垫导轨装置验证系统的机械能守恒;在气垫导轨上安装了两光电门12,在滑块上固定一竖直遮光条,滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连;
(1)在调整气垫导轨水平时.滑块不挂钩码和细线,接通气源后,给滑块一个初速度,使它从轨道右端向左运动,发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间.下列能够实现调整导轨水平的措施是 ;
A.调节气垫导轨使左端升高一些 |
B.调节气垫导轨使左端降低一些 |
C.遮光条的宽度应该适当大一些 |
D.滑块的质量增大一些 |
(2)试验时,测出光电门1、2间的距离L,遮光条的宽度d,滑块和遮光条的总质量M,钩码质量m.由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间间隔为△t,则滑块通过光电门的速度表达式为 ;若用v1、v2表示通过光电门1、2的速度,则系统机械能守恒成立的表达式 ;