题目内容
如图所示,有一个带正电的小球,质量为m、电量为q,静止在固定的绝缘支架上.现给小球一个瞬时初速度V0使小球水平飞出,飞出时小球的电量保持不变。同一竖直面内,有一个固定放置的圆环(圆环平面保持水平),圆环与绝缘支架的水平距离为2S、竖直距离为S,圆环的直径略大于小球直径。为使带电小球能准确进入圆环,可在空间分布匀强电场或匀强磁场(匀强电场和匀强磁场可单独存在,也可同时存在;若加匀强电场,则匀强电场限制在竖直面内;若加匀强磁场,则匀强磁场限制在垂直纸面情况), 已知V0>
,小球所受重力不能忽略。请设计分布方式(只要设计出一种可行的方案即可),并求出:
(1)相应的电场强度E或磁感应强度B的大小和方向;
(2)相应的小球到圆环的时间t .
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方案1:
加竖直向上匀强电场, 在与圆环中心相距S处加垂 直纸面向外的匀强磁场(如图所示)
(2分)
竖直方向 mg =qE
解得
(2分)
带电小球从运动开始到进入磁场: t1=
(1分)
进入磁场后带电小球在洛仑兹力作用下做圆周运动,
(2分)
得:
(1分)
(2分)
小球到达圆环总时间t=t1+t2=
(1+
) (2分)
方案2:
加水平向左分布匀强电场E (2分)
竖直方向自由落体运动:
① (2分)
水平方向做匀减速运动:2S =υ0t
② (2分)
qE=max ③ (2分)
解得
(2分)
(2分)
说明:其它有效方案均给分。
等量同种正电荷的电场中,直线MN过两个电荷连线中点O,OM等于ON,且M、N两点距O点很近,如图所示,有一个带正电的点电荷从M点沿直线MN运动到N点,下列说法正确的是 ( )![]()
| A.在M、N两点电场强度大小相等 |
| B.电荷在M点电势能大于电荷在N点的电势能 |
| C.电场力先做正功后做负功 |
| D.电荷可以仅由电场力作用下从M点沿直线MN运动到N点 |