归纳式探究﹣﹣研究带电粒子在电场和磁场中的运动:
物理学中,磁场的强弱用磁感应强度表示,符号是B,单位是T.磁感应强度的大小和方向都相同的磁场叫做匀强磁场.
如图所示,初速度可视为零的带电粒子,从容器A下方的小孔S1经过加速电场加速,然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入匀强磁场中,做匀速圆周运动.
若带电粒子的质量为m,电荷量为q,加速电场的电压为U,匀强磁场的磁感应强度为B,粒子在磁场中做圆周运动扫过的半圆面积为S,经研究不同粒子在不同情况下得到数据如下表:
m/kg | q/C | U/V | B/T | S/m2 |
1×10﹣25 | 5×10﹣18 | 2 | 1 | 4π×10﹣8 |
1×10﹣25 | 10×10﹣18 | 2 | 1 | 2π×10﹣8 |
2×10﹣25 | 5×10﹣18 | 2 | 1 | 8π×10﹣8 |
2×10﹣25 | 5×10﹣18 | 4 | 1 | 16π×10﹣8 |
1×10﹣25 | 5×10﹣18 | 2 | 2 | π×10﹣8 |
(1)S=k_____,其中k=_____(填上数值和单位).
(2)对同一个粒子,进入不同的电场和磁场中,要使粒子在磁场中的圆周运动扫过的半圆面积相等,则电压U和磁感应强度B的关系可以用图象中的图线_______表示.
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(3)一个质量为4×10﹣25kg、带电量为2×10﹣17C的粒子,经过电压为_____V的电场加速后进入磁感应强度为5T的匀强磁场中,它做圆周运动扫过的半圆面积为8π×10﹣9m2.
演绎式探究:
风可以推动风车转动,水能推动水车转动,风和水都具有动能.但在相同时间内,相同面积上,风和水产生的能量是不同的.
如图所示,将两个相同的小车分别放在两个相同的管道中,然后让速度相等的风和水流分别通过这两个管道2s,小车分别被推动一段距离,实验记录如下:
流体 | 风 | 水流 |
小车被推动距离/cm | 0.3 | 79 |
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一般地说,水能的能流密度比风能的能流密度_____.
在单位时间内、单位面积上从某种能源中所得到的能量叫做能流密度.这个评价能源优劣的重要指标之一.小丽查阅资料得知,能流密度A与速度v和密度ρ关系是:A=
,请你推导流速为v,质量是m的水流动能Ek的表达式_____.