题目内容
如图所示,竖直两平行板P、Q,长为L,两板间距离为d,电压为U,垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为B,电场和磁场均匀分布在两板空间内,今有带电量为Q,质量为m的带正电的油滴,从某高度处由静止落下,从两板正中央进入两板之间,刚进入时油滴受到的磁场力和电场力相等,此后油滴恰好从P板的下端点处离开两板正对的区域,求(1)油滴原来静止下落的位置离板上端点的高度h。(2)油滴离开板间时的速度大小。
(1)U2/2gB2d2(2)
解析:
(1)油滴在进入两板前作自由落体运动,刚进入两板之间时的速度为V0,受到的电场力与磁场力相等,则
qv0B=qU/d,v0=U/Bd= ,h=U2/2gB2d2
(2)油滴进入两板之间后,速度增大,洛仑兹力在增大,故电场力小于洛仑兹力,油滴将向P板偏转,电场力做负功,重力做正功,油滴离开两板时的速度为Vx ,由动能定理mg(h+L)-q U/2=mVx 2/2,
练习册系列答案
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如图所示,竖直放置间距为L的两根平行光滑金属导轨,下端固定在水平绝缘的木板上,上端接一阻值为R的电阻,一根质量为m的铜棒ab垂直导轨放置,并与导轨接触良好,两根一杆的轻弹簧套在导轨上,下端和导轨一起固定在木板上,上端和铜棒相连.铜棒利导轨的电阻均不计.开始时让铜棒做简谐运动,O1O2为平衡位置,振幅为A,周期为T,最大速度为v0.现加一垂直导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场后,发现铜棒做阻尼振动,现再给铜棒施加一竖直外力F后,可使铜棒仍做原来的简谐运动,下列说法正确的是( )
A、F的大小总是与安培力大小相等 | B、F的方向总是与弹簧弹力的方向相反 | C、振动过程中流过电阻R的电流方向总是从平衡位置处开始改变 | D、每次全振动的过程中外力F对铜棒做功为2AB2L2v0/R |