nanhaiyu123 幼苗
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(1)因小球能做匀速圆周运动,所以有:Eq=mg
解得:E=
mg
q=10N/C
方向竖直向下
(2)洛仑兹力提供向心力有:qvB=m
v 2
R且 T=
2πR
v
得:T=2π≈6.28s
小球不与挡板相碰直接飞入框中,其运动半径最大,如图1所示,由几何知识可得:
(h−Rm)2+s2=Rm2
求得:Rm=5m
vm=
BqR1
m=5m/s
(3)因为速度方向与半径方向垂直,圆心必在档板的竖直线上
R≥s=3m
设小球与档板碰撞n次,其最大半径为[h/2n]
要击中目标必有:[h/2n≥3,
9
2n≥3,解得:n≤1.5,故n只能取0,1…
当n=0,即为(2)问中的解
当n=1,时可得:
(h-3R)2+s2=R2
(9-3R)2+32=R2
解得:R1=3m,R2=3.75m
R2=3.75m时轨迹对应的圆心角最大,其运动轨迹如图2中的轨迹①所示,故运动时间最长,有:
t=
1
2T+
3
4T+
37°
360°T=
5
4T+
37
360T=(
5
4+
37
360)×
2πm
qB]=(
5
4+
37
360)×
2π×0.001
0.001×1=≈8.45 s
(3)因为速度方向与半径方向垂直,圆心必在档板的竖直线上R≥s=3m
设小球与档板碰撞n次[h-(2n+1)R]2+s2=R2
代入得:2n(n+1)R2-9(2n+1)R+45=0
使R有解必须有△≥0,代入得:4n2+4n-9≤0,可得:-2.07≤n≤1.07
n只能取0,1(以下同上)
(3)要求最小速度,需求最小半径,由几何关系得:(nR-h)2+s2=R2或(h-nR)2+s2=R2
整理得:(n-1)R2-18nR+90=0
此方程R有解,则有:(-18n)2-4×(n2-1)×90≥0
得 n≤
10所以:n=1或n=3(n为奇数)
(以下同上)
答:(1)电场强度的大小为10N/C,方向为竖直向下;
(2)小球运动的最大速率为5m/s;
(3)小球运动的最长时间为8.45 s.
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: 本题关键明确小球的运动规律,找到向心力来源,画出轨迹,然后根据几何关系求解半径,再联立方程组求解.
1年前
你能帮帮他们吗