题目内容
在竖直平面内存在着互相垂直的水平匀强电场和水平匀强磁场。该场中有一长为L的绝缘硬直板AC,与水平方向成角,如图所示。质量为m的带电物块(可视为质点),从板的A端由静止开始下滑,到达C端时物块对板面恰无压力,物块与板之间的动摩擦因数为。在物块离开C端的同时撤去磁场,物块离开板后能运动到C端正下方高度差为的P点,过P点时的速度为,(重力加速度为g)求:
(1)物块从C点到P点电势能的改变量;
(2)物块过C端时的速度大小;
(3)在电场强度与磁感应强度比值为条件下,物块从A到C过程中克服摩擦力做的功。
【答案】
(1)因为CP与电场线垂直,即CP是等势线,所以从C到P过程中电势能的改变量为0。…………………………………………………………(4分)
(2)小物块从离开C端到过P点过程,
由动能定理: ①…………(3分)
得:小物块过C端时的瞬时速度大小为 …………(3分)
(3)由于离开C端后,在电场力和重力的作用下能运动到P点,
所以粒子带负电。………………………………………(2分)
小物块刚到达C端时,依题意受力分析,
由于恰无压力, 有 ②…(2分)
解得………………………………(2分)
由 得
设小物块从A点运动到C端过程中,克服摩擦力做功为,则由动能定理有
③………………………(2分)
解得小物块从A点运动到C端过程克服摩擦力做的功为
………………………………………(2分)
【解析】略
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