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的匀强电场时,小球从O点静止释放后获得的最大速率vm。
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
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
由动能定理 ⑥
由圆周运动 ⑦
且由⑥⑦及解得
由圆周运动 ⑦
且由⑥⑦及解得
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