题目内容
在场强为B的水平匀强磁场中,一质量为m、带正电q的小球在O点静止释放,小球的运动曲线如图所示。已知此曲线在最低点的曲率半径为该点到x轴距离的2倍,重力加速度为g。求:
(1)小球运动到任意位置P(x,y)处的速率v;
(2)小球在运动过程中第一次下降的最大距离ym;
(3)当在上述磁场中加一竖直向上场强为E
的匀强电场时,小球从O点静止释放后获得的最大速率vm。
(1)小球运动到任意位置P(x,y)处的速率v;
(2)小球在运动过程中第一次下降的最大距离ym;
(3)当在上述磁场中加一竖直向上场强为E
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20110723/201107231112570891178.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20110723/201107231112571053663.gif)
解:(1)洛伦兹力不做功,由动能定理得
①
得
②
(2)设在最大距离ym处的速度为vm,根据圆周运动有
③
且由②知
③
由③④及R=2ym得
⑤
(3)小球运动如图所示
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20110723/201107231112571211121.gif)
得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20110723/201107231112571671034.gif)
(2)设在最大距离ym处的速度为vm,根据圆周运动有
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20110723/201107231112571831238.gif)
且由②知
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20110723/201107231112572771084.gif)
由③④及R=2ym得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20110723/201107231112572771172.gif)
(3)小球运动如图所示
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20110723/201107231112574961716.gif)
由动能定理
⑥
由圆周运动
⑦
且由⑥⑦及
解得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20110723/201107231112575581334.gif)
由圆周运动
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20110723/201107231112577771327.gif)
且由⑥⑦及
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20110723/201107231112579961027.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20110723/201107231112582141257.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/images/loading.gif)
练习册系列答案
相关题目