题目内容
(08年江苏卷)(16分)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z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)的速率。
(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静止释放后获得的最大速率。
解析:
(1) 洛仑兹力不做功,由动能定理得
①
②
(2) 设在最大距离ym处的速率为vm,根据圆周运动
③
且由②知 ④
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:
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