题目内容
![](http://thumb.1010pic.com/pic3/upload/images/201202/34/1b5d3e38.png)
(1)电场强度E的大小和方向;
(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小.
分析:(1)带电小球在受到重力、电场力、洛伦兹力共同作用下做匀速圆周运动,可得知电场力与重力是一对平衡力,从而可得知电场的方向;由二力平衡可求出电场的大小.
(2)先由几何关系表示出小球在复合场中做圆周运动的半径,结合半径公式和速度的分解,便可求出小球抛出时的初速度.
(2)先由几何关系表示出小球在复合场中做圆周运动的半径,结合半径公式和速度的分解,便可求出小球抛出时的初速度.
解答:解:
(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动,其所受电场力必须与重力平衡(恒力不能充当圆周运动的向心力),有:
qE=mg…①
E=
…②
重力的方向是竖直向下的,电场力的方向则应为竖直向上,由于小球带正电,所以电场强度方向竖直向上.
(2)小球做匀速圆周运动,如图所示,O′为圆心,MN为弦长,∠MO′P=θ,![](http://thumb.1010pic.com/pic3/upload/images/201212/68/a026061d.png)
设半径为r,由几何关系知:
=sinθ…③
小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供,设小球做圆周运动的速率为v,有
qvB=
…④
由速度的合成与分解知
=cosθ…⑤
由③④⑤式得:
v0=
cotθ
答:(1)电场强度E的大小为
,方向竖直向上;
(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小为
cotθ.
(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动,其所受电场力必须与重力平衡(恒力不能充当圆周运动的向心力),有:
qE=mg…①
E=
mg |
q |
重力的方向是竖直向下的,电场力的方向则应为竖直向上,由于小球带正电,所以电场强度方向竖直向上.
(2)小球做匀速圆周运动,如图所示,O′为圆心,MN为弦长,∠MO′P=θ,
![](http://thumb.1010pic.com/pic3/upload/images/201212/68/a026061d.png)
设半径为r,由几何关系知:
L |
2r |
小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供,设小球做圆周运动的速率为v,有
qvB=
mv2 |
r |
由速度的合成与分解知
v0 |
v |
由③④⑤式得:
v0=
qBL |
2m |
答:(1)电场强度E的大小为
mg |
q |
(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小为
qBL |
2m |
点评:该题考察到了复合场的问题,即在同一区域内同时存在电场、磁场和重力场三者中的任何两个,或三者都存在.此类问题看似简单,受力不复杂,但仔细分析其运动往往比较难以把握.
常用的处理方法:
1、建立带电粒子在复合场中运动的物理情景.
2、物理情(图)景与解析几何知识有机结合,将物理问题化归为数学问题.
思想方法:数理结合,建模和化归的思想方法.
解题思维流程:题给文字信息→建立物理图景→化归为几何问题→还原为物理结论(构建物理图景(模型)是关键、化归为几何问题是手段).
常用的处理方法:
1、建立带电粒子在复合场中运动的物理情景.
2、物理情(图)景与解析几何知识有机结合,将物理问题化归为数学问题.
思想方法:数理结合,建模和化归的思想方法.
解题思维流程:题给文字信息→建立物理图景→化归为几何问题→还原为物理结论(构建物理图景(模型)是关键、化归为几何问题是手段).
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
练习册系列答案
相关题目