题目内容
一宇宙人在太空(万有引力可以忽略不计)玩垒球。如图所示,辽阔的太空球场半侧为匀强电场,另半侧为匀强磁场,电场和磁场的分界面为垂直纸面的平面,电场方向与界面垂直,磁场方向垂直纸面向里,电场强度大小E=100 V/m。宇宙人位于电场一侧距界面为h=(1)O、D两点之间的距离。
(2)垒球从抛出到第一次回到P点的时间。
(1)
解析:(1)设垒球在电场中运动的加速度大小为a,时间为t1,OD=d,则a=,h=,d=v0t1
所以a=
即O、D两点之间的距离为
(2)垒球的运动轨迹如图所示。由图可知,tanθ==,∴θ=60°,速度大小为:v==
设垒球作匀速圆周运动半径为R,磁感应强度大小为B,则:R==
根据牛顿第二定律,有:qvB=m,所以B==10 T
垒球在磁场中运动的时间为:t2=s。
垒球从抛出到第一次回P点的时间为:l=2t1+t2=s=1.53 s
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