题目内容
【题目】如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应为B=1.0T,方向垂直xOy平面向里,电场线平行于y 轴。一质量为m=1.0×10-2kg、电荷量为q= 1.0× 10-2C的带正电的小球,从y轴上的A点水平向右抛出,经x轴上的M点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从轴上的N点第一次离开电场和磁场,MN之间的距离为L=2.0m,小球过M点时的速度方向与x轴的 方向夹角为θ=30°.不计空气阻力,重力加速度g=10m/s,求:
![]()
(1)电场强度E的大小和方向;
(2)小球从A点抛出时初速度
的大小;
(3)M点到0点的距离。
【答案】(1)10N/C,电场强度方向竖直向上. (2)
(3)![]()
【解析】(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动,其所受电场力必须与重力平衡,有qE=mg
![]()
解得:E=10N/C
重力的方向是竖直向下的,电场力的方向则应为竖直向上,由于小球带正电,所以电场强度方向竖直向上.
(2)小球做匀速圆周运动,O为圆心,MON为弦长,∠MOP=θ,如图所示.设半径为r,由几何关系知
小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供,设小球做圆周运动的速率为v,有qvB=m
由速度的合成与分解知
由以上各式联立得:
(3)设小球到M点时的竖直分速度为vy,它与水平分速度的关系为
由平抛运动规律x=v0t
vy=gt
x=
m
练习册系列答案
相关题目