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精英家教网如图所示,一质量为m、电荷量为q的带正电的小球以水平初速度v0从离地高为h的地方做平抛运动,落地点为N,不计空气阻力,求:
(1)若在空间加一个竖直方向的匀强电场,使小球沿水平方向做匀速直线运动,则场强E为多大?
(2)若在空间再加上一个垂直于纸面向外的匀强磁场,小球的落地点仍为N,则磁感应强度B为多大?
分析:做匀速直线运动的物体受力平衡,加磁场后小球做匀速圆周运动,根据向心力公式和结合知识求解磁感强度.
解答:解:(1)小球受重力和电场力平衡:
qE=mg
所以E=
mg
q

(2)再加匀强磁场后,由于重力与电场力平衡,故小球在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动
qVB=m
V2
R

由几何关系知:R2-x2=(R-h)2
其中x=V0t=V0
2h
g

联立得:B=
2mgV0
2V
2
0
+gh

答:(1)若在空间加一个竖直方向的匀强电场,使小球沿水平方向做匀速直线运动,则场强E为
mg
q

(2)若在空间再加上一个垂直于纸面向外的匀强磁场,小球的落地点仍为N,则磁感应强度B为
2mgV0
2V
2
0
+gh
点评:本题的关键是分析小球在不同运动状态中的受力,结合几何知识求解是常用的方法.
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