题目内容
【题目】如图,xoy在竖直平面内,x轴下方有匀强电场和匀强磁场,电场强度为E、方向竖直向下,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,将一个带电小球从y轴上P(0,h)点以初速度v0竖直向下抛出.小球穿过x轴后,恰好做匀速圆周运动.不计空气阻力,已知重力加速度为g.
(1)判断小球带正电还是负电;
(2)求小球做圆周运动的半径.
(3)小球从P点出发,到第二次经过x轴所用的时间.
【答案】(1)小球带负电;(2);(3)
【解析】(1)由于小球在复合场中做匀速圆周运动,则表明重力和电场力平衡,即电场力向上,由于电场力与场强方向相反,所以小球带负电。
(2)设小球经过O点时的速度为v,
从P到O过程,由匀变速运动的速度位移公式得: ,解得: ;
小球运动的轨迹如图所示:
小球穿过x轴后恰好做匀速圆周运动,则: ,
从O到A,由牛顿第二定律得: ,解得: ;
(3)从P到O,小球第一次经过x轴,所用时间为,由匀变速运动的速度公式得: ,
从O到A,小球第二次经过x轴,所用时间为,
小球做圆周运动的周期: ,做圆周运动的时间: ,
解得: ;
综上所述本题答案是:(1)小球带负电;(2);(3)
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