题目内容

【题目】如图所示,质量为m、电量为q的带电微粒,以初速度V0A点竖直向上射入水平向右、电场强度为E(未知)的匀强电场中.当微粒经过B点时速率为VB=V0,而方向与E同向,重力加速度为g。求:

1AB间电势差UAB多大?

2)电场强度E多大?

3)从AB运动过程中速度的最小值多大?

4)从AB过程中运动到何处可以加一匀强磁场,使微粒开始做匀速直线运动,磁感应强度多大?方向如何?

【答案】12E=mg/q 34

【解析】(1) 微粒受重力和电场力两个力作用,竖直分运动是竖直上抛运动,水平分运动是初速度为零的匀加速运动,两个分运动相互独立,互不干扰,从A到B过程中,水平方向:

解得:

(2) 从A到B过程中,设时间为t,竖直方向:0-v0=-gt

水平方向: v0=at

联立可得:

(3) 从A到B过程中,先加速后减速,在速度方向与重力电场力合力方向垂直时速度最小,即此时速度方向与初速度夹角为45°,竖直分速度等于水平分速度,设此时速度为v,从抛出到此历时t1,有,

v0-gt1=a t1

由(2)知a=g

又v2= (v0-gt1)2+( a t1)2

解得最小速度

(4) 做匀速直线运动则洛伦兹力与重力和电场力合力平衡,洛伦兹力与速度方向垂直,则该处即为(3)问速度最小处,且有

可得 方向垂直于图示竖直平面向里

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