Question

如图所示，PR是一块长为L=4 m的绝缘平板固定在水平地面上，整个空间有一个平行于PR的匀强电场E，在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B，一个质量为m=0．1 kg，带电量为q=0．5 C的物体，从板的P端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动，进入磁场后恰能做匀速运动。当物体碰到板R端的挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减速运动停在C点，PC=L/4，物体与平板间的动摩擦因数为μ=0．4，取g=10m/s² ，求：

（1）判断物体带电性质，正电荷还是负电荷？

（2）物体与挡板碰撞前后的速度v₁和v₂

（3）磁感应强度B的大小

（4）电场强度E的大小和方向

 

Answer 1

【解析】（1）由于物体返回后在磁场中无电场，且仍做匀速运动，故知摩擦力为0，所以物体带正电荷．且：mg=qBv₂…………………………………………………………①

（2）离开电场后，按动能定理，有：-μmg=0-mv²………………………………②

由①式得：v₂=2 m/s

（3）代入前式①求得：B= T

（4）由于电荷由P运动到C点做匀加速运动，可知电场强度方向水平向右，且：（Eq-μmg）mv₁²-0……………………………………………③

进入电磁场后做匀速运动，故有：Eq=μ（qBv₁+mg）……………………………④

由以上③④两式得：