题目内容
如图所示,在地面附近,坐标系xOy在竖直平面内,空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在x<0的空间内还有沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E,一个带正电的油滴经图中x轴上的M点,沿着与水平方向成角a =30°的斜向下的直线运动,进入x>0的区域.要使油滴进入x>0区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动,需在x>0区域内加一个匀强电场.若带电油滴做圆周运动通过x轴上的N点,且MO=ON.求:(1)试说明油滴在x<0的空间中做匀速直线运动的理由,并求其速率的大小;
(2)在x>0空间内所加电场的场强大小和方向;
(3)油滴从x轴上的M点开始到达x轴上的N点所用的时间.
(1)
(2)
(3)
提示:如图所示,带电油滴在x<0区域内受重力mg、电场力qE和磁场力f,三力平衡.有
,
,得油滴的速率
.油滴进入x>0区域后受电场力
和重力mg以及磁场力f,做匀速圆周运动,则重力和电场力一定要大小相等、方向相反.则
,电场强度
,方向竖直向上 如图所示,∠OPN=60°,
,则
,
为油滴做圆周运动的圆心. 设
,
,
. 油滴由M点到P点的时间
, 由P点到N点做匀速圆周运动的时间
.油滴由M点到N点的时间
.
练习册系列答案
相关题目
| A、液滴一定做匀变速运动 | B、A点的电势一定比B点高 | C、电场中A点场强一定大于B点的场强 | D、液滴由A运动到B的过程中,重力势能的减少量等于电势能的增加量 |