题目内容

如图所示,水平轨道与半径为R的光滑半圆轨道相切,半圆轨道的左侧存在着场强E=50N/C、方向竖直向上的匀强电场和磁感应强度B=1.25T、方向垂直纸面向里的匀强磁场,在水平轨道上一个质量为m=0.01kg、电量为q=+10-3C的带电小球A以初速度v0=40m/s向右运动,小球A与水平轨道间的动摩擦因数为0.5.在光滑半圆轨道最低点停放一个质量为M=0.3kg且不带是的绝缘小球B,两个小球均可看成质点,小球A与小球B碰撞后以v1=20m/s的速度向左运动,小球B沿圆轨道运动到最高点后水平抛出,g=10m/s2. 求当圆轨道半径R取何值时,B球平抛的水平距离最大?最大值是多少?

小球A受到向上的电场力Eq=0.05N   

受到向上的洛仑兹力qvB=0.05N     受到向下的重力  mg=0.1N

由于Eq+qvB= mg                   

所以小球A和水平面之间的挤压力为零,因此小球A不受摩擦力作用,小球A向右做匀速直线运动.

小球A与小球B碰撞动量守恒定律      

v2=2m/s                

设小球B运动到圆轨道最高点的速度为v3,则,根据机械能守恒定律得

     

小球B做平抛运动,则                  

由以上各式联立解得,16R2-1.6R+x2=0               

R=0.05m时,x有最大值,最大值为xm=0.2m

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