(20分)如圖甲,在x >0的空間中存在沿y軸負方向的勻強電場和垂直于xOy平面向里的勻強磁場,電場強度大小為E,磁感應強度大小為B。一質(zhì)量為m,帶電量為q(q>0)的粒子從坐標原點O處,以初速度v0沿x軸正方向射入,粒子的運動軌跡見圖甲,不計粒子的重力。
⑴求該粒子運動到y=h時的速度大小v;
⑵現(xiàn)只改變?nèi)肷淞W映跛俣鹊拇笮,發(fā)現(xiàn)初速度大小不同的粒子雖然運動軌跡(y-x曲線)不同,但具有相同的空間周期性,如圖乙所示;同時,這些粒子在y軸方向上的運動(y-t關系)是簡諧運動,且都有相同的周期。
Ⅰ.求粒子在一個周期T內(nèi),沿x軸方向前進的距離s;
Ⅱ.當入射粒子的初速度大小為v0時,其y-t圖像如圖丙所示,求該粒子在y軸方向上做簡諧運動的振幅Ay,并寫出y-t的函數(shù)表達式。
(1)(2)Ⅰ.Ⅱ.
解析:(1)由于洛侖茲力不做功,只有電場力做功,由動能定理有
①
由①式解得 v = ②
(2)Ⅰ.由圖乙可知,所有粒子在一個周期T內(nèi)沿x軸方向前進的距離相同,即都等于恰好沿x軸方向勻速運動的粒子在T時間內(nèi)前進的距離。設粒子恰好沿x軸方向勻速運動的速度大小為v1,則
qv1B = qE ③
又 s = v1T ④
式中T =
解得 s = ⑤
Ⅱ.設粒子在y方向上的最大位移為ym(圖丙曲線的最高處),對應的粒子運動速度大小為v2(沿x軸),因為粒子在y方向上的運動為簡諧運動,因而在y = 0和y = ym處粒子所受的合外力大小相等,方向相反,則
⑥
由動能定理有 ⑦
又 Ay = ⑧
由⑥⑦⑧式解得 Ay =
可寫出圖丙曲線滿足的簡諧運動y-t函數(shù)表達式為y =
科目:高中物理 來源:2011年福建高考物理.doc 題型:計算題
(20分)如圖甲,在x >0的空間中存在沿y軸負方向的勻強電場和垂直于xOy平面向里的勻強磁場,電場強度大小為E,磁感應強度大小為B。一質(zhì)量為m,帶電量為q(q>0)的粒子從坐標原點O處,以初速度v0沿x軸正方向射入,粒子的運動軌跡見圖甲,不計粒子的重力。
⑴求該粒子運動到y=h時的速度大小v;
⑵現(xiàn)只改變?nèi)肷淞W映跛俣鹊拇笮,發(fā)現(xiàn)初速度大小不同的粒子雖然運動軌跡(y-x曲線)不同,但具有相同的空間周期性,如圖乙所示;同時,這些粒子在y軸方向上的運動(y-t關系)是簡諧運動,且都有相同的周期。
Ⅰ.求粒子在一個周期T內(nèi),沿x軸方向前進的距離s;
Ⅱ.當入射粒子的初速度大小為v0時,其y-t圖像如圖丙所示,求該粒子在y軸方向上做簡諧運動的振幅Ay,并寫出y-t的函數(shù)表達式。
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科目:高中物理 來源:2011年福建高考物理 題型:計算題
(20分)如圖甲,在x >0的空間中存在沿y軸負方向的勻強電場和垂直于xOy平面向里的勻強磁場,電場強度大小為E,磁感應強度大小為B。一質(zhì)量為m,帶電量為q(q>0)的粒子從坐標原點O處,以初速度v0沿x軸正方向射入,粒子的運動軌跡見圖甲,不計粒子的重力。
⑴求該粒子運動到y=h時的速度大小v;
⑵現(xiàn)只改變?nèi)肷淞W映跛俣鹊拇笮,發(fā)現(xiàn)初速度大小不同的粒子雖然運動軌跡(y-x曲線)不同,但具有相同的空間周期性,如圖乙所示;同時,這些粒子在y軸方向上的運動(y-t關系)是簡諧運動,且都有相同的周期。
Ⅰ.求粒子在一個周期T內(nèi),沿x軸方向前進的距離s;
Ⅱ.當入射粒子的初速度大小為v0時,其y-t圖像如圖丙所示,求該粒子在y軸方向上做簡諧運動的振幅Ay,并寫出y-t的函數(shù)表達式。
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科目:高中物理 來源:福建省高考真題 題型:計算題
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科目:高中物理 來源:山西省月考題 題型:計算題
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