(20分)如圖甲,在x >0的空間中存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m,帶電量為q(q>0)的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處,以初速度v0沿x軸正方向射入,粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡見圖甲,不計(jì)粒子的重力。
⑴求該粒子運(yùn)動(dòng)到y=h時(shí)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(yùn)動(dòng)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(shí),這些粒子在y軸方向上的運(yùn)動(dòng)(y-t關(guān)系)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),且都有相同的周期。
Ⅰ.求粒子在一個(gè)周期T內(nèi),沿x軸方向前進(jìn)的距離s;
Ⅱ.當(dāng)入射粒子的初速度大小為v0時(shí),其y-t圖像如圖丙所示,求該粒子在y軸方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅Ay,并寫出y-t的函數(shù)表達(dá)式。
(1)(2)Ⅰ.Ⅱ.
【解析】(1)由于洛侖茲力不做功,只有電場(chǎng)力做功,由動(dòng)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(gè)周期T內(nèi)沿x軸方向前進(jìn)的距離相同,即都等于恰好沿x軸方向勻速運(yùn)動(dòng)的粒子在T時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離。設(shè)粒子恰好沿x軸方向勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為v1,則
qv1B = qE ③
又 s = v1T ④
式中T =
解得 s = ⑤
Ⅱ.設(shè)粒子在y方向上的最大位移為ym(圖丙曲線的最高處),對(duì)應(yīng)的粒子運(yùn)動(dòng)速度大小為v2(沿x軸),因?yàn)榱W釉?i>y方向上的運(yùn)動(dòng)為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),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(dòng)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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)y-t函數(shù)表達(dá)式為y =
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科目:高中物理 來源: 題型:
(20分)如圖甲,在x >0的空間中存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m,帶電量為q(q>0)的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處,以初速度v0沿x軸正方向射入,粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡見圖甲,不計(jì)粒子的重力。
⑴求該粒子運(yùn)動(dòng)到y=h時(shí)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(yùn)動(dòng)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(shí),這些粒子在y軸方向上的運(yùn)動(dòng)(y-t關(guān)系)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),且都有相同的周期。
Ⅰ.求粒子在一個(gè)周期T內(nèi),沿x軸方向前進(jìn)的距離s;
Ⅱ.當(dāng)入射粒子的初速度大小為v0時(shí),其y-t圖像如圖丙所示,求該粒子在y軸方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅Ay,并寫出y-t的函數(shù)表達(dá)式。
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科目:高中物理 來源:2011年福建高考物理.doc 題型:計(jì)算題
(20分)如圖甲,在x >0的空間中存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m,帶電量為q(q>0)的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處,以初速度v0沿x軸正方向射入,粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡見圖甲,不計(jì)粒子的重力。
⑴求該粒子運(yùn)動(dòng)到y=h時(shí)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(yùn)動(dòng)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(shí),這些粒子在y軸方向上的運(yùn)動(dòng)(y-t關(guān)系)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),且都有相同的周期。
Ⅰ.求粒子在一個(gè)周期T內(nèi),沿x軸方向前進(jìn)的距離s;
Ⅱ.當(dāng)入射粒子的初速度大小為v0時(shí),其y-t圖像如圖丙所示,求該粒子在y軸方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅Ay,并寫出y-t的函數(shù)表達(dá)式。
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科目:高中物理 來源:福建省高考真題 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源:山西省月考題 題型:計(jì)算題
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