题目内容
【题目】如图所示的xOy坐标系中,仅在边长为
的正方形OMPN区域内有匀强电场(未画出)和方向垂直纸面向里的匀强磁场同时存在. 现有一质量为m、电荷量为+q的带电小球从M点沿x轴正方向以初速度
射入该区域后做匀速圆周运动,并恰好从P点射出,不计空气阻力,重力加速度为g. 求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小和方向;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)带电小球从M点射入到经过x轴的过程所用时间及经过x轴时的坐标.
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【答案】(1)
,方向竖直向上
(2)![]()
(3)
A![]()
【解析】
(1)带电小球射入该区域后做匀速圆周运动,所以受到的重力等于电场力
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解得
,方向竖直向上。
(2)根据运动轨迹作图,如下图所示
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根据几何关系可求出半径为
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又因为做匀速圆周运动,所以
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解得![]()
(3)根据受力分析做出运行轨迹图,如下图所示
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MP做的是匀速圆周运动,时间为
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PQ先做匀减速,QP再做匀加速,时间为
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PN做的是匀速圆周运动,时间为
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从N点A点做的是平抛运动,时间为
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解得![]()
所以所用时间
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A点的x轴坐标为
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所以A点的坐标为![]()
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