题目内容
(16分)如图,空间内存在水平向右的匀强电场,在虚线MN的右侧有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一质量为m、带电荷量为+q的小颗粒自A点由静止开始运动,刚好沿直线运动至光滑绝缘的水平面C点,与水平面碰撞的瞬间小颗粒的竖直分速度立即减为零,而水平分速度不变,小颗粒运动至D处刚好离开水平面,然后沿图示曲线DP轨迹运动,AC与水平面夹角α = 30°,重力加速度为g,求:
⑴匀强电场的场强E;
⑵AD之间的水平距离d;
⑶已知小颗粒在轨迹DP上某处的最大速度为vm,该处轨迹的曲率半径是距水平面高度的k倍,则该处的高度为多大?
解析:
⑴小球受力分析
qE=mgcotα(2分)
E=
mg/q(2分)
⑵设小球在D点速度为vD,在水平方向由牛顿第二定律得:
qE=max(1分)
(2分)
小球在D点离开水平面的条件是: qvDB=mg(1分)
得:d=
(2分)
⑶当速度方向与电场力和重力合力方向垂直时,速度最大(1分)
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(2分)
R = kh(1分)
(2分)
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