题目内容
【题目】如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内,存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从y轴上y=h处的M点,以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上x=2h处的P点进入磁场,最后以垂直于y轴的方向射出磁场。不计粒子重力。求:
![]()
(1)电场强度E的大小;
(2)粒子从M点运动到离开磁场所经过的总时间;
(3)粒子离开磁场时的位置坐标。
【答案】(1)
(2)
(3)![]()
【解析】(1)设粒子在电场中运动的时间为t1,
![]()
x方向:2h=v0t1
y方向:h=
at12
根据牛顿第二定律:Eq=ma,
联立以上三式,解得:
;
(2)粒子在电场中运动的时间:
,
粒子在磁场中运动的周期:
,
根据粒子入射磁场时与x轴成45°,射出磁场时垂直于y轴,
可求出粒子在磁场中运动的圆弧所对的圆心角为θ=135°.
故粒子在磁场中运动的时间为:
,
粒子的运动时间:t=t1+t2=
;
(3)根据动能定理:Eqh=
mv2-
mv02
将E的表达式代入上式,可求出v=
v0,再根据
求出
根据粒子入射磁场时与x轴成45,射出磁场时垂直于y轴,可求出粒子在磁场中运动的圆弧所对的圆心角为135。
所以x=2h-rcos450 ,y=-r-rsin450
出磁场的位置坐标为(
,
)
【题目】某实验小组利用如下图所示的实验装置来探究当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量之间的关系。
![]()
(1)实验前用刻度尺测出两个光电门中心之间的距离s,并测得遮光条的宽度d,且s
d。该实验小组在做实验时,将滑块从图所示位置由静止释放,由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1,遮光条通过光电门2的时间Δt2,则滑块的加速度的表达式a=______________________。(以上表达式均用直接测量的物理量的字母表示)。
(2)在本次实验中,实验小组通过改变滑块质量m做了6组实验,得到如下表所示的实验数据。
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
质量m(g) | 250 | 300 | 350 | 400 | 500 | 800 |
加速度a( m/s2 ) | 2.02 | 1.65 | 1.43 | 1.25 | 1.00 | 0.63 |
通过计算分析上表数据后,得出的结论是在合外力不变的情况下,滑块运动的加速度跟滑块的质量成反比,如果想通过图象法进一步确认自己的结论,须建立____________(a—m或a—
)坐标系,根据实验数据描点作图,如果图线是一条______________(填“直线”或“曲线”),就可确认上述结论。在上述操作中_______保持滑块质量远大于钩码质量。(填“要”或“不要”)