题目内容
如图所示,坐标系xoy在竖直平面内,空间有沿水平方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在x>0的空间里有沿x轴正方向的匀强电场,场强的大小为E,一个带正电的小球经过图中x轴上的A点,沿着与水平方向成
=30°角的斜向下直线做匀速运动,经过y轴上的B点进入x<0的区域,要使小球进入x<0区域后能在竖直面内做匀速圆周运动,需在x<0区域内另加一匀强电场.若带电小球做圆周运动通过x轴上的C点,且OA=OC,设重力加速度为g,求:
(1)小球运动速率的大小;
(2)在x<0的区域所加电场大小和方向;
(3)小球从B点运动C点所用时间及OA的长度.
答案:
解析:
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解:(1)油滴从A运动到B的过程中, 油滴受重力、电场力和洛仑兹力作用而处于平衡状态, 由题设条件知:sin30°= 所以油滴的运动速率为:v= (2)油滴在x<0的区域作匀速圆周运动, 则油滴的重力与所受的电场力平衡, 洛仑兹力提供油滴作圆周运动的向心力. 所以:mg=q 又tan30°= 所以 (3)如图所示,连接BC,过B作AB的垂线交x轴于
因为∠ ∠A 故∠OCB= 所以∠CB 则 设油滴作圆周运动的半径为R,周期为T, 则 qvB=m R= T= 由于∠C 油滴从B运动到C的时间为t1= 又∠ 所以 所以OC=R+ 即OA= 由①知 OA= 评分标准:①②式各1分; ③式2分;④⑤⑥⑦⑧⑨式各1分. |
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