题目内容
在科技馆中有一种弹球游戏,其原理可以简化为如下图所示模型。有一矩形水平平台abcd,e和f分别为ad、bc的中点,平台的高度为5m,ab长度为10m,在平台上方存在着水平向里E=10V/m的匀强电场和竖直方向的匀强磁场B=1T,其余地方无电场和磁场。某时刻小球2从f点的正下方以速度
m/s沿gh水平向右弹出,之后带电量为q=+1C的绝缘小球1以速度
沿ef方向水平向右弹出,且efgh在同一直线上。 为使小球1能砸到小球2,不计一切摩擦,(g取10m/s2)。求:
A. 小球1速度
的大小和匀强磁场B的方向。
B. 小球1应该比小球2晚多长时间弹出。
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解:(1)小球1在复合场中应该沿直线运动,所以
, (3分)
带入数据得:
=10m/s,(2分)
B的方向竖直向上(2分)
(2)小球1到bc边时平抛
(2分)
解得:t=1s,x=10m(2分)
小球2运动到x处的时间:
s(1分)
小球1运动到x处的时间:
(1分)
所以
(2分)
所以小球1比小球2晚0.5s弹出。
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