题目内容
如图所示,匀强电场的电场强度大小为E、方向竖直向下;匀强磁场的磁感应强度为B、方向水平,垂直纸面向里,电、磁场的范围足够大.
(1)若质量为m的带电油滴在垂直于B的平面内以半径r作匀速圆周运动,油滴的电量是多少?速度多大?方向怎样?
(2)若此运动油滴在轨道最低点A处分裂为完全相同的两滴,其中一滴以半径R=3r沿原方向继续作匀速圆周运动,且两油滴的圆形轨道在A点相切,分析另一油滴将如何运动?并画出两油滴的运动轨迹.
(1)若质量为m的带电油滴在垂直于B的平面内以半径r作匀速圆周运动,油滴的电量是多少?速度多大?方向怎样?
(2)若此运动油滴在轨道最低点A处分裂为完全相同的两滴,其中一滴以半径R=3r沿原方向继续作匀速圆周运动,且两油滴的圆形轨道在A点相切,分析另一油滴将如何运动?并画出两油滴的运动轨迹.
(1)油滴作匀速圆周运动,可确定重力与电场力平衡mg=QE,
因电场力 F=QE
方向竖直向上,所以油滴带负电
根据左手定则可确定油滴顺时针方向绕行.
电量大小Q=
又据QvB=m
得v=

(2)分裂为相同的两滴后,根据其中一滴仍作匀速圆周运动,即电场力与重力仍平衡,则v=
因为R=3r,可知它的速度v1=3v …①
分裂前后动量守恒有:mv=
mv1+
mv2…②
联解①②得 v2=-v
所以另一滴也沿顺时针方向作匀速圆周运动,轨道半径、速率均与原油滴相同
但A为轨道最高点,即与原轨道相切.
运动轨迹如图所示
因电场力 F=QE
方向竖直向上,所以油滴带负电
根据左手定则可确定油滴顺时针方向绕行.
电量大小Q=
| mg |
| E |
又据QvB=m
| v2 |
| r |
得v=
| Brg |
| E |
(2)分裂为相同的两滴后,根据其中一滴仍作匀速圆周运动,即电场力与重力仍平衡,则v=
| BRg |
| E |
因为R=3r,可知它的速度v1=3v …①
分裂前后动量守恒有:mv=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
联解①②得 v2=-v
所以另一滴也沿顺时针方向作匀速圆周运动,轨道半径、速率均与原油滴相同
但A为轨道最高点,即与原轨道相切.
运动轨迹如图所示
练习册系列答案
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