【題目】xOy平面內(nèi),x軸上方存在磁感應強為B,方向垂直紙面向外的勻強磁場,x軸下方存在電場強度為E方向沿y軸正方向的勻強電場,一個質量為m,電荷量為q的帶正電粒子(不計粒子的重力)從坐標原點以速度v沿y軸正方向射入磁場區(qū)域。求:

⑴粒子在磁場中運動的軌道半徑;

⑵寫出粒子從出發(fā)開始計時,到第一次打到x軸前,粒子的位移隨著時間變化的表達式;

⑶粒子從出發(fā)到第n次到達x軸的平均速度的大小。

【答案】(1) (2) (3)n為奇數(shù)時: n為偶數(shù)時:

【解析】解:(1)根據(jù)洛侖茲力提供向心力,粒子在磁場中偏轉有

(2)由,得,即

由圖幾何關系可知:

粒子的位移隨著時間變化的表達式,其中

(3)粒子在磁場中的運動周期

在電場中往返一次運動時間:

設第n次到x軸的位移為,時間為,平均速度為

n為奇數(shù)時: n次到x軸的位移為,時間為

平均速度為

n為偶數(shù)時: n次到x軸的位移為,時間為

平均速度為

練習冊系列答案
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【題目】在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,小明同學利用傳感器設計實驗:如圖甲所示,將質量為m、直徑為d的金屬小球在一定高度h由靜止釋放,小球正下方固定一臺紅外線計時器,能自動記錄小球擋住紅外線的時間t,改變小球下落高度h,進行多次重復實驗.此方案驗證機械能守恒定律方便快捷.

(1)用螺旋測微器測小球的直徑如圖乙所示,則小球的直徑d=_____mm;

(2)為直觀判斷小球下落過程中機械能是否守恒,應作下列哪一個圖象______

A 圖象 B 圖象 C 圖象 D. 圖象

(3)經(jīng)正確的實驗操作,小明發(fā)現(xiàn)小球動能增加量總是稍小于重力勢能減少量mgh,你認為增加釋放高度h后,兩者的差值會____(填增大縮小不變).

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(2)利用(1)中記錄的數(shù)據(jù),通過分析計算可得外電路的電壓U2、U2的計算式為______________________;(U1I、RRA表示)

(3)實驗小組利用(2)中的公式,計算出各組的U2,將U2I的數(shù)據(jù)也描繪在IU坐標系中,如圖乙中直線所示,根據(jù)圖象分析可知,電源的電動勢E____V,內(nèi)電阻r______Ω;

(4)實驗中,當電阻箱的阻值調到6 Ω時,熱敏電阻消耗的電功率P_________W。(保留兩位有效數(shù)字)

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