题目内容

如图所示:坐标系在竖直平面内,水平轨道AB和斜面BC均光滑且绝缘,AB和BC的长度均为,斜面BC与水平地面间的夹角,有一质量为、电量为的带电小球(可看成质点)被放在A点。已知在第一象限分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上,场强大小,磁场为水平方向(图中垂直纸面向外),磁感应强度大小为;在第二象限分布着沿轴正向的水平匀强电场,场强大。现将放在A点的带电小球由静止释放,则小球需经多少时间才能落到地面(小球所带的电量不变)?


解析:

(12分)解:设带电小球运动到B点时速度为则由功能关系:

即:…………①(2分)

设带电小球从A点运动到B点用时为,则由动量定理:

…………②(2分)

当带电小球进入第二象限后所受电场力为…………③(1分)

所以带电小球做匀速圆周运动:

…………④(1分)

则带电小球做匀速圆周运动的半径:

…………⑤(1分)

则其圆周运动的圆心为如图所示的点,

假设小球直接落在水平面上的点,则

重合,小球正好打在C点。(2分)

所以带电小球从B点运动到C点运动时间:…………⑥(1分)

所以小球从A点出发到落地的过程中所用时间:…………⑦(1分)

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