题目内容
【题目】如图所示,在直角坐标系xOy的第一象限中两个相同的直角三角形区域Ⅰ、Ⅱ内分别充满了方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场,已知C点坐标为(,l),质量为m,带电荷量为q的正电荷从A(,l)点以一定的速度平行于y方向垂直进入磁场,并从x轴上的D点(图中未画出)垂直x轴离开磁场,电荷重力不计。
(1)求D点的位置坐标及电荷进入磁场区域Ⅰ时的速度大小v;
(2)若将区域Ⅱ内的磁场换成沿-x轴方向的匀强电场,该粒子仍从A点以原速度进入磁场区域Ⅰ,并最终仍能垂直x轴离开,求匀强电场的场强E。
【答案】(1) (2)
【解析】
(1)根据粒子运动的对称性可知,粒子从OC的中点O′进入磁场区域Ⅱ,且AC=OD,则D的坐标为(l,0)。设粒子在磁场中运动的半径为r,在磁场Ⅰ中的轨迹所对圆心角为θ,
根据几何知识可知rsin θ=l,
r-rcos θ=l-l,
解得θ=,r=l。
粒子在磁场中做圆周运动,qvB=m,
速度大小 ,
故
(2)设粒子在电场中的运动时间为t,加速度大小为a,
则根据运动的分解可知,在x轴方向:0-vsin θ=-at,
在y轴方向:vtcos θ=l,其中,qE=ma,
联立解得:
【题目】如图为“探究物体的加速度与质量和受力的关系”的实验装置。沙和沙桶的质量为m,小车和砝码的质量为M。实验中将沙和沙桶的重力作为细线对小车的拉力。
(1)实验前,在进行平衡摩擦力的操作时,下列注意事项正确的是
A.应该让小车连接纸带并穿过打点计时器 |
B.必须让小车连接沙桶 |
C.纸带和沙桶都应连接 |
D.纸带和沙桶都不能连接 |
(2)现保持沙和沙桶的总质量m不变,改变小车和砝码的总质量M,探究加速度和质量的关系。如图是某次实验中打出的一条纸带,交变电流的频率为50Hz,每隔4个点选一个计数点,则小车的加速度为____m/s2(保留两位有效数字)。通过实验得到多组加速度a、质量M的数据,为了方便准确地研究二者关系,一般选用纵坐标为加速度a,则横坐标为__ __(填M或)。