题目内容
如图 所示,PR是一长为 0 .64 m的绝缘平板,固定在水平地面上,挡板固定在平板的右端。整个空间有一个平行于的匀强电场E,在板的右半部分有一垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场的宽度d = 0.32 m。一个质量m = 0.50×10kg、带电荷量为q = 5.0×10C的小物体,从板的P端由静止开始向右做匀加速运动,从D点进人磁场后恰能做匀速直线运动。当物体碰到挡板R后被弹回,若在碰撞瞬间撤去电场(不计撤去电场对原磁场的影响),物体返回时在磁场中仍做匀速运动,离开磁场后做减速运动,停在C点,PC=/4。若物体与平板间的动摩擦因数=0.20,g取10 m/s2。(1)判断电场的方向及物体带正电还是带负电;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)求物体与挡板碰撞过程中损失的机械能。
解:(1)物体由静止开始向右做匀加速运动,证明电场力向右且大于摩擦力。进入磁场后做匀速直线运动,说明它受的摩擦力增大,证明它受的洛仑兹力方向向下。由左手定则判断,物体带负电。 物体带负电而所受电场力向右,证明电场方向向左。 (2)设物体被挡板弹回后做匀速直线运动的速度为,从离开磁场到停在C点的过程中,根据动能定理有 解得0 .80 m/s 物体在磁场中向左做匀速直线运动,受力平衡 解得B = 0.125 T=0.13 T (3)设从 D点进入磁场时的速度为,根据动能定理有: 物体从D到R做匀速直线运动受力平衡: 解得m/s 小物体撞击挡板损失的机械能为: 解得△E = 4.8×10J
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