题目内容
【题目】如图所示,在;坐标平面的第一、三、四象限内有沿-Y方向的匀强电场E (图 中未标明),在第三、四象限内有垂直于平面向外范围足够大的匀强磁场,磁感应强度B=T。现有一质量为m =5.0X10-5Kg,带电量为q =2.5X10-5c的带负电油滴以初速度沿-x方向从坐标为(6m,5m)的P点开始做匀速直线运动,第一次越过Y轴后进入第二象限到达在x轴上的Q点,且进入磁场时速度方向与x轴负方向成60°夹角,然后进入磁场运动,当油滴第三次越过Y轴时从M点射出,其中g =10N/Kg求:
(1)匀强电场的场强五的大小;
(2)油滴的初速度%的大小;
(3)M点的坐标。
【答案】(1)E=20N/C (2) (3) M点的坐标为(0,10m)
【解析】(1)油滴从P点向左匀速直线运动,满足: ,得。
(2)油滴运动的轨迹如答如图所示,油滴第一次越过Y轴后进入第二象限做平抛运动历时t到达Q, ,得
在Q点的竖直分速:
又 ,联立得v0 =
平抛水平位移:
油滴以速度V进入第三象限后做匀速圆周运动,其半径R满足:
R=,得,由数学知识可知油滴匀速圆周运动圆心N恰在Y轴上,则油滴运动至X轴上Q关于O点对称的点后与X轴负方向成夹角进入第一象限,然后匀速直线射向Y轴上的M点。
,得 ,即M点的坐标为。
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