分如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度为B,方向垂直xOy

分如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度为B,方向垂直xOy平面向里,电场线平行于y轴.一质量为m、电荷量为q的带正电荷的小球,从y轴上的A点水平向右抛出.经x轴上的M点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从x轴上的N点第一次离开电场和磁场,MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴正方向夹角为θ.不计空气阻力,重力加速度为g,求:

(1)电场强度E的大小和方向;
(2)小球从A点抛出时初速度v 0 的大小;
(3)A点到x轴的高度h.
hn217800 1年前 已收到1个回答 举报

朵朵蒲公英 幼苗

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解题思路:

(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动,其所受电场力必须与重力平衡,

qE=mg

E=

重力的方向是竖直向下,电场力的方向则应为竖直向上,由于小球带正电,所以电场强度方向竖直向上。

(2)小球做匀速圆周运动,O为圆心,MN为弦长,MOP=θ,如图所示。

设半径为r,由几何关系知=sinθ

小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供,设小球做圆周运动的速率为v

qvB=

由速度的合成与分解知=cosθ

由③④⑤式得v0=cotθ

(3)设小球到M点时的竖直分速度为vy,它与水平分速度的关系为vy=v0tanθ

由匀变速直线运动规律v=2gh

由⑥⑦⑧式得h=

(1)E= ,竖直向上(4分) (2) cotθ(6分) (3)



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1年前

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