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如图甲,在x>0的空间中存在沿y轴负方向的匀强电场和垂直于xoy平面向里的匀强磁...

如图甲,在x>0的空间中存在沿y轴负方向的匀强电场和垂直于xoy平面向里的匀强磁场,电场强度大小为E,磁感应强度大小为B.一质量为m,带电量为q(q>0)的粒子从坐标原点O处,以初速度v沿x轴正方向射入,粒子的运动轨迹见图甲,不计粒子的重力.
(1)求该粒子运动到y=h时的速度大小v;
(2)现只改变入射粒子初速度的大小,发现初速度大小不同的粒子虽然运动轨迹(y-x曲线)不同,但具有相同的空间周期性,如图乙所示;同时,这些粒子在y轴方向上的运动(y-t关系)是简谐运动,且都有相同的周期manfen5.com 满分网
Ⅰ.求粒子在一个周期T内,沿x轴方向前进的距离S;
Ⅱ.当入射粒子的初速度大小为v时,其y-t图象如图丙所示,求该粒子在y轴方向上做简谐运动的振幅A,并写出y-t的函数表达式.

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(1)在粒子的运动的过程中,磁场力不做功,只有电场力做功,根据动能定理可以求得粒子的运动的速度的大小; (2)Ⅰ.由图乙可知,所有粒子在一个周期T内沿x轴方向前进的距离相同,即都等于恰好沿x轴方向匀速运动的粒子在T时间内前进的距离. Ⅱ.设粒子在y轴方向上的最大位移为ym(图丙曲线的最高点处),对应的粒子运动速度大小为v2(方向沿x轴),因为粒子在y方向上的运动为简谐运动. 【解析】 (1)由于洛伦兹力不做功,只有电场力做功, 由动能定理有① 由①式解得                       ② (2)Ⅰ.由图乙可知,所有粒子在一个周期T内沿x轴方向前进的距离相同, 即都等于恰好沿x轴方向匀速运动的粒子在T时间内前进的距离. 设粒子恰好沿x轴方向匀速运动的速度大小为v1,则 qv1B=qE                            ③ 又  S=v1T                               ④ 式中  由③④式解得                      ⑤ Ⅱ.设粒子在y轴方向上的最大位移为ym(图丙曲线的最高点处),对应的粒子运动速度大小为v2(方向沿x轴),因为粒子在y方向上的运动为简谐运动,因而在y=0和y=ym处粒子所受的合外力大小相等,方向相反, 则 qvB-qE=-(qv2B-qE)          ⑥ 由动能定理有     ⑦ 又   ⑧ 由⑥⑦⑧式解得                       可写出图丙曲线的简谐运动y-t函数表达式为.
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考点分析:
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(1)质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1
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(1)某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中:
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Ⅲ.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示,则小电珠的电阻值随工作电压的增大而______.(填“不变”、“增大”或“减小”)

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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