题目内容

(08年宁夏卷)(17分)如图所示,在xOy平面的第一象限有一匀强电场,电场的方向平行于y轴向下;在x轴和第四象限的射线OC之间有一匀强磁场,磁感应强度的大小为B,方向垂直于纸面向外。有一质量为m,带有电荷量+q的质点由电场左侧平行于x轴射入电场。质点到达x轴上A点时,速度方向与x轴的夹角,A点与原点O的距离为d。接着,质点进入磁场,并垂直于OC飞离磁场。不计重力影响。若OC与x轴的夹角为,求:

      (1)粒子在磁场中运动速度的大小;

      (2)匀强电场的场强大小。

 

解析

(1)质点在磁场中的轨迹为一圆弧。由于质点飞离磁场时,速度垂直于OC,故圆弧的圆心在OC上。依题意,质点轨迹与x轴的交点为A,过A点作与A点的速度方向垂直的直线,与OC交于O'。由几何关系知,AO'垂直于OC',O'是圆弧的圆心。设圆弧的半径为R,则有

 

                            R=                                                                         ①

由洛化兹力公式和牛顿第二定律得

                                                                                                  ②

将①式代入②式,得

                                                                                               ③

 

(2)质点在电场中的运动为类平抛运动。设质点射入电场的速度为v0,在电场中的加速度为a,运动时间为t,则有

                            v0                                                                    ④

 

                            at                                                                       

 

                            d=v0t                                                                                  

 

联立④⑤⑥得

                                                                                         ⑦

设电场强度的大小为E,由牛顿第二定律得

 

                            qEma                                                                              

联立③⑦⑧得

 

                                                                                 ⑨

练习册系列答案
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(08年宁夏卷)物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点。

 

 

      

 

(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a=                   (保留三位有效数字)。

(2)回答下列两个问题:

①为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有         。(填入所选物理量前的字母)

A.木板的长度l                     B.木板的质量m1

C.滑块的质量m2                   D.托盘和砝码的总质量m3

E.滑块运动的时间t

②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是                            

(3)滑块与木板间的动摩擦因数                     (用被测物理量的字母表示,重力加速度为g)。与真实值相比,测量的动摩擦因数          (填“偏大”或“偏小” )。写出支持你的看法的一个论据:                                                                   

                                

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