题目内容

18分)如图甲所示,两块足够大的平行金属板水平放置,极板间加有空间分布均匀、大小随时间周期性变化、方向竖直向下的电场,变化规律如图乙所示,t=0时刻负极板由静止释放一个质量为m、带电量为qq<0质点。已知电场强度同时t0也为已知量。

1)若质点恰好在t=3t0时刻到达正极板,试求两极板之间的距离d

2)在第(1)问的条件下,在极板间再加上空间分布均匀、大小随时间周期性变化、方向垂直纸面向外的磁场,变化规律如图丙所示,已知磁感应强度。试求:

①带电质点经过多长时间到达正极板

②带电质点在极板间做圆周运动的最大半径

③画出质点在极板间运动的轨迹图(不需要写计算过程)

 

【答案】

12)① ?? ② ?? ③ 见下图

【解析】

试题分析:1)质点在时间内,,做初速度为0的匀加速直线运动

t02t0时间内,受力平衡,做匀速直线运动,在时间内,再做加速度为g的匀加速直线运动,vt图像如图.

有:???????????? (4)

2)①带电质点在时间和时间内,所受重力和电场力平衡,洛伦兹力提供向心力,做匀速圆周运动,其他时间没有磁场,与上问相同以做匀加速直线运动

????????? (1)

所以有:?????????? (1)

带电质点在时间和时间内将完成两个圆周,即水平方向没有位移,且速度不变,接着原来的匀加速直线运动继续

带电质点做匀加速直线运动到达正极板时

???????????? (2)

由于,所以质点在做匀加速直线运动,

匀速圆周运动回到时刻的速度和位置。此时圆周运动半径,位移为距离下极板最远的位移,所以没有到达上极板

继续匀加速直线运动,速度变为,位移

时间继续圆周运动而且回到时的位置和速度,此过程,圆周运动半径

位移为距离下极板最远的位移仍没有到达上极板

所以继续匀加速运动刚好满足加速时间,到达上极板。

所以到达正极板的总时间??????? (2)

②根据上问分析一共经过了2个圆周运动,圆周运动半径最大的是????? (4)

③如图 ,运动轨迹为两个圆周和直线段。

考点:带电粒子在复合场中的运动

 

练习册系列答案
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(1)Ⅰ.在“互成角度的两个力的合成”实验中,用两个弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使它伸长到某一位置O点,为了确定两个分力的大小和方向,这一步操作中必须记录的是
BD
BD

A.橡皮条固定端的位置           B.描下O点位置和两条细绳套的方向
C.橡皮条伸长后的总长度         D.两个弹簧秤的读数
Ⅱ.做实验时,根据测量结果在白纸上画出如图1所示的图,其中O为橡皮筋与细绳的结点.图中的
F
F
是F1和F2的合力的理论值;
F′
F′
是F1和F2的合力的实际测量值.
(2)在如图乙同种材料两木板通过一小段圆弧连接成一个斜面和水平面部分,现要测量正方体小铁块A、B和这木板间的动摩擦因数μ,利用了如下器材和方法:(水平部分足够长,重力加速度为g)
Ⅰ.用 20 个等分刻度的游标卡尺测定小铁块A的边长d如图丙,测得长度为d=
2.020
2.020
cm.
Ⅱ.光电计时器是一种研究物体运动的常用计时器,其结构如图甲所示,a、b 分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从 a、b 间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.从而可以算得物体的速度.

将斜面体置于水平桌面上,斜面顶端 P 悬挂一铅垂线,Q 为锥尖与桌面的接触点,1和 2 是固定在斜面上的两个光电门(与之连接的电路未画出),让小铁块A由P点沿斜面滑下,小铁块通过光电门 1、2 的时间分别为△t1、△t2,用米尺测得 l、2 之间的距离为 L,则小铁块下滑过程中的加速度a=
a=
d2(△t12-△t22)
2L△t12t22
a=
d2(△t12-△t22)
2L△t12t22
;(用题中字母表示) 再利用米尺测出
PQ的距离h
PQ的距离h
斜面部分长s
斜面部分长s
,就可以测得动摩擦因数μ1
Ⅲ.若再测铁块B和板间动摩擦因数μ2时,光电计时器出现故障不能使用,现只利用米尺完成实验,若已测得PQ高为h,则只需要再测
滑块自开始到停下的水平位移L
滑块自开始到停下的水平位移L
.(要求只能再测一个物理量)
测得的动摩擦因数μ2=
??
h
x
?????????
??
h
x
?????????
(用已知量和测定的物理量所对应的字母表示)

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