分析 粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律求出粒子的速度,由周期公式求出粒子運(yùn)動(dòng)的周期;
由牛頓第二定律求出電場(chǎng)強(qiáng)度;根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的變化規(guī)律作出圖象
解答 解:因電荷Q只能垂直于y軸運(yùn)動(dòng),要使P、Q始終以相同的速度同時(shí)通過(guò)y軸,則P一定是以坐標(biāo)(O、R)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),
由牛頓第二定律得$qvB=m\frac{{v}_{\;}^{2}}{R}$
得$v=\frac{qBR}{m}$
通過(guò)y軸的速度大小為$v=\frac{qBR}{m}$.圓周運(yùn)動(dòng)的周期為${T}_{0}^{\;}=\frac{2πm}{qB}$.
因電荷P從A點(diǎn)出發(fā)第一次到達(dá)y軸所需的時(shí)間為$\frac{T_o}{4}=\frac{1}{4}×\frac{2πm}{2qB}$
那么,在這段時(shí)間內(nèi),Q必須電場(chǎng)力作用下加速度y軸且速度大小為v,所以
$v=a•\frac{{T}_{0}^{\;}}{4}=\frac{q{E}_{0}^{\;}}{m}×\frac{πm}{2qB}$
得${E}_{0}^{\;}=\frac{2Bv}{π}=\frac{2{B}_{\;}^{2}qR}{πm}$
在這段進(jìn)間內(nèi)電場(chǎng)的方向向左.
又P再經(jīng)過(guò)$\frac{T_o}{2}$的時(shí)間后第2次向右通過(guò)y軸,速度的大小為v,則,由運(yùn)動(dòng)學(xué)的特片可知,Q在第一次過(guò)y軸后,必須先經(jīng)$\frac{T_o}{4}$的時(shí)間反向加速到y(tǒng)軸速度達(dá)到v,才能保證Q第二次與P以相同的速度v過(guò)y軸,在這段時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)的方向始終向右,此后,應(yīng)與P作勻稱(chēng)速度圓周運(yùn)動(dòng)的周期相同.
即$T={T_o}=\frac{2πm}{qB}$
(2)E-t圖象如右圖所示.
答:(1)場(chǎng)強(qiáng)Eo的大小為$\frac{2{B}_{\;}^{2}qR}{πm}$及方向變化的周期$\frac{2πm}{qB}$.
(2)在圖(乙)的E-t圖中作出該電場(chǎng)的變化圖象,如上圖所示
點(diǎn)評(píng) 解決該題的關(guān)鍵是判斷出粒子通過(guò)y軸的時(shí)間與P運(yùn)動(dòng)周期的關(guān)系,抓住對(duì)稱(chēng)性和周期性是解題的技巧.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 機(jī)械波、電磁波均能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象 | |
B. | 泊松亮斑是光的干涉現(xiàn)象中的加強(qiáng)區(qū) | |
C. | 全息照相的拍攝利用了光的干涉原理 | |
D. | 在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,條紋間距與縫的寬度成反比 | |
E. | 波速公式v=λf說(shuō)明波速只與波長(zhǎng)、頻率有關(guān),與介質(zhì)無(wú)關(guān) |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | EkB=2J,WAB=-8J,φA=-20V | |
B. | EkC=9J,WBC=1J,φC=-10V | |
C. | EkC=1J,WAC=1J,φC=-10V | |
D. | 從A到B電場(chǎng)力做正功,從B到C電場(chǎng)力做負(fù)功 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | B受到的摩擦力增加了$\frac{\sqrt{2}}{2}$mg | B. | 推力F增大了$\frac{\sqrt{2}}{2}$mg | ||
C. | 推力F增大了$\sqrt{2}$mg | D. | A受到地面的摩擦力增加了mg |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 小物塊b受到豎直向上的摩擦力作用 | |
B. | 小物塊a受到沿斜面向下的摩擦力作用,大小為$\frac{1}{2}$mg | |
C. | 斜面體A受到水平地面向左的摩擦力作用 | |
D. | 細(xì)繩對(duì)小滑輪的壓力大小為$\sqrt{3}mg$ |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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