benlefei 幼苗
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(1)以小球为研究对象,竖直方向小球受重力和恒定的洛伦兹力f,故小球在管中竖直方向做匀加速直线运动,
由牛顿第二定律得:a=
f1−mg
m=
qvB1−mg
m,代入数据解得:a=2m/s2;
小球刚进入磁场B1时的加速度大小a为2m/s2.
(2)在小球运动到管口时,FN=2.4×10-3N,设v1为小球竖直分速度,
则:FN=qv1B1,代入数据解得:v1=2m,
由匀变速直线运动的速度位移公式得:v12=2aL,
代入数据解得:L=1m.
(3)小球离开管口进入复合场,其中qE=2×10-3N,mg=2×10-3N.
故电场力与重力平衡,小球在复合场中做匀速圆周运动.
合速度v′与MN成45°角,粒子做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,
由牛顿第二定律得:qv′B2=m
v′2
R,轨道半径:R=[mv′
qB2,代入数据解得:R=
2m,
从小球离开管口开始计时,到再次经过MN所通过的水平距离:x1=
2R=2m,
对应的时间:t=
1/4]T=[1/4]×[2πm
qB2,代入数据解得:t=
π/4]s,
小车运动的距离:x2=vt=2×[π/4]=[π/2]m;
小车距管口的距离:△x=x1-x2=(2-[π/2])m;
答:(1)小球刚进入磁场B1时的加速度大小为2m/s2;
(2)绝缘管的长度L为1m;
(3)小球离开管后每次经过水平面MN时小球距管口的距离△x为(2-[π/2])m.
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动.
考点点评: 本题考查了带电粒子在复合场中的运动,对复合场的理解和运动过程的分析是解决此类问题的关键.第一问中实际速度斜向右上方;第二位通过弹力求解出竖直分速度,然后根据运动学公式求解;第三位关键画出运动轨迹.
1年前
你能帮帮他们吗