题目内容

14.一个质量为m带负电小球,其电量为q,以初速度v0自离地面h高度处水平抛出.重力加速度为g,空气阻力忽略不计.
(1)求小球自抛出到第一次落地点P的过程中发生的水平位移x的大小.
(2)若在空间加一个竖直方向的匀强电场,发现小球以相同方式水平抛出后做匀速直线运动,请判断电场的方向并求出电场强度E的大小.
(3)若在空间再加一个垂直纸面的匀强磁场,发现小球以相同方式水平抛出后第一次落地点仍然是P.已知OP间的距离大于h,请判断磁场的方向并求出磁感应强度B.

分析 (1)小球做平抛运动,根据分位移公式列式求解即可;
(2)小球以相同方式水平抛出后做匀速直线运动,电场力与重力平衡,根据场强的定义求解场强;
(3)电场力与重力平衡,洛伦兹力提供向心力,结合几何关系求解半径,然后根据牛顿第二定律列式求解磁感应强度B的大小.

解答 解:(1)由平抛知识知$h=\frac{1}{2}g{t^2}$
x=v0t
联立两式得水平位移$x={v_0}\sqrt{\frac{2h}{g}}$
(2)由题意知,电场的方向竖直向下.
由二力平衡  Eq=mg   
得 $E=\frac{mg}{q}$
(3)由题意知,匀强磁场方向垂直纸面向里.
由几何关系  (r-h)2+x2=r2
由牛顿运动定律  $q{v_0}B=\frac{mv_0^2}{r}$
联立两式得  $B=\frac{{2mg{v_0}}}{q(gh+2v_0^2)}$
答:(1)小球自抛出到第一次落地点P的过程中发生的水平位移x的大小为${v}_{0}\sqrt{\frac{2h}{g}}$;
(2)电场的方向竖直向下.电场强度E的大小为$\frac{mg}{q}$.
(3)磁场的方向为垂直纸面向里,磁感应强度大小为$\frac{2mg{v}_{0}}{q(gh+2{{v}_{0}}^{2})}$.

点评 本题关键明确小球的运动性质,然后根据平抛运动的分运动公式、直线运动的条件、牛顿第二定律列方程,不难.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网