题目内容
如图所示,在
轴上方有水平向左的匀强电场
,在
轴下方有竖直向上的匀强电场
,且
=
=5N/C,在图中虚线(虚线与
轴负方向成
角)的右侧和
轴下方之间存在着垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=2T.有一长L=5
m的不可伸长的轻绳一端固定在第一象限内的O'点,另一端拴有一质量m=0.1kg、带电量q=+0.2C的小球,小球可绕O'点在竖直平面内转动, OO'间距为L,与
轴正方向成
角.先将小球放在O'正上方且绳恰好伸直的位置处由静止释放,当小球进入磁场前瞬间绳子绷断.重力加速度g取10m/s2.求:
(1)绷紧过程中细绳对小球所做的功;
(2)小球刚进入磁场区域时的速度;
(3)小球从进入磁场到小球穿越磁场后第一次打在
轴上所用的时间及打在
轴上点的坐标。
![]()
(1) 小球先做匀加速直线运动,直到绳子绷直,设绳刚绷直时小球速度为v,绷紧后小球瞬间速度为v1
则 v2=2ax
而 F合=
x=
L
绳子绷紧后:v1=vcos450
细绳绷紧过程中对小球所做的功W
W=
W=—
J
匀速运动的时间 t =
小球从进入磁场到小球穿越磁场后第一次打在
轴上运动的总时间
t总=t+
=
s =1.3s
小球打到
轴上的位置坐标为(—10m,0)
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