题目内容

某塑料球成型机工作时,可以喷出速度v0=10m/s的塑料小球,已知喷出的每个小球的质量m=1.0×10-4kg,并且在时喷出时已带了q=-1.0×10-4C的电荷量。如图所示,小球从喷口飞出后,先滑过长d=1.5m的水平光滑的绝缘轨道,而后又过半径R=0.4m的圆弧形竖立的光滑绝缘轨道。今在水平轨道上加上水平向右的电场强度大小为E的匀强电场,小球将恰好从圆弧轨道的最高点M处水平飞出;若再在圆形轨道区域加上垂直纸面向里的匀强磁场后,小球将恰好从圆弧轨道上与圆心等高的N点脱离轨道,最后落入放在地面上接地良好的金属容器内,g=10m/s2,求:

   (1)所加电场的电场强度E;

   (2)所加磁场的磁感应强度B。

(1)32V/m(2)8.7T


解析:

(1)设小球在M点的速率为v1,只加电场时对小球有M点

    由牛顿第二定律得:      (3分)

   在水平轨道上,对小球由动能定理得:  (3分)

联立解得E=32V/m      (2分)

   (2)设小球在N点的速率为v2,在N点,对小球由牛顿第二定律得:

      (3分)

从M点到N点,由机械能守恒定律得: (3分)

联立解得:T   (2分)

说明:用其它解法的,只要科学合理,均可得分。

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