题目内容
【题目】如图所示,光滑绝缘平台水平固定,在平台右下方有两条平行边界MN与PQ,其竖直距离为h=1.85 m,两边界间存在匀强电场和磁感应强度B=2 T且方向垂直纸面向外的匀强磁场,MN过平台右端并与水平方向夹角θ=30°。在平台左端放一个可视为质点带正电的A球,其比荷0.5 C/kg,现给A球不同的水平速度,使其飞出平台后在MNPQ区域内恰好能做匀速圆周运动。g=10m/s2,取。
(1)求电场强度的大小和方向。
(2)当 A球的速度为v1=1.85 m/s时,A球在MNPQ区域内的运动时间为多少?
(3)要使A球在MNPQ区域内的运动时间保持不变,则A球的速度应满足的条件?(A球飞出MNPQ区域后不再返回)
【答案】(1)N/C 方向竖直向上 (2) s (3) m/s
【解析】
(1)A球在MNPQ区域内:
解得: N/C,方向竖直向上
(2)对A球 :
解得:m
由于故圆心在PQ上垂直PQ射出,圆心角为 ,如图所示:
又:, s
(3)在MNPQ区域内的运动时间不变,则A球从MN边界飞出,速度最大时轨迹与PQ相切,如图所示:
又:
解得:m/s
故速度满足 :m/s
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