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=5m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= 

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=t+= s =1.3s

        小球打到轴上的位置坐标为(—10m,0)

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