题目内容

(09年湛江二中月考)(16分)设在地面上方的真空室内,存在着方向水平向右的匀强电场和方向垂直于纸面向内的匀强磁场,如图所示. 一段光滑且绝缘的圆弧轨道AC固定在纸面内,其圆心为O点,半径R=1.8m,O、A连线在竖直方向上,AC弧对应的圆心角θ=37°,今有一质量m=3.6×104kg、电荷量q=+9.0×104C的带电小球,以=4.0m/s的初速度沿水平方向从A点射入圆弧轨道内,一段时间后从C点离开,此后小球做匀速直线运动,重力加速度g=10m/s2  求:

(1)匀强电场的场强E;

(2)小球射入圆弧轨道后的瞬间,小球对轨道的压力。

解析:(1)小球在C点的受力图如图所示(2分)

 

         ①  (2分)

 

       代入数据  得E=3.0N/C  ②(1分)

 

(2)小球在A点,有  ③(2分)

 

       小球从A点运动到C点,有

 

         ④(3分)

 

       代入数据   得=5.0m/s  ⑤(1分)

 

       小球在C点,有  ⑥(2分)

 

       代入数据  得NA=3.2×103N   ⑦  (2分)

 

       小球射入圆弧轨道后瞬间,小球对轨道的压力为3.2×103N,方向向下。(1分)

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