题目内容
一个质量为m带电量为q的小球,以初速度v0自离地面h高度处水平抛出.重力加速度为g,空气阻力忽略不计.
(1)求小球自抛出到第一次落地点P的过程中发生的水平位移x的大小.
(2)若在空间加一个竖直方向的匀强电场,发现小球以相同方式水平抛出后做匀速直线运动,请判断电场的方向并求出电场强度E的大小.
(3)若在空间再加一个垂直纸面的匀强磁场,发现小球以相同方式水平抛出后第一次落地点仍然是P.已知OP间的距离大于h,请判断磁场的方向并求出磁感应强度B的大小.

(1)求小球自抛出到第一次落地点P的过程中发生的水平位移x的大小.
(2)若在空间加一个竖直方向的匀强电场,发现小球以相同方式水平抛出后做匀速直线运动,请判断电场的方向并求出电场强度E的大小.
(3)若在空间再加一个垂直纸面的匀强磁场,发现小球以相同方式水平抛出后第一次落地点仍然是P.已知OP间的距离大于h,请判断磁场的方向并求出磁感应强度B的大小.
分析:(1)小球做平抛运动,根据分位移公式列式求解即可;
(2)小球以相同方式水平抛出后做匀速直线运动,电场力与重力平衡,根据场强的定义求解场强;
(3)电场力与重力平衡,洛伦兹力提供向心力,结合几何关系求解半径,然后根据牛顿第二定律列式求解磁感应强度B的大小.
(2)小球以相同方式水平抛出后做匀速直线运动,电场力与重力平衡,根据场强的定义求解场强;
(3)电场力与重力平衡,洛伦兹力提供向心力,结合几何关系求解半径,然后根据牛顿第二定律列式求解磁感应强度B的大小.
解答:解:(1)由平抛知识知:
h=
gt2
x=v0t
得水平位移:
x=v0
(2)小球以相同方式水平抛出后做匀速直线运动,电场力与重力平衡,竖直向上;
小球带正电,故电场的方向竖直向上.
由二力平衡,有:Eq=mg
解得:E=
(3)小球做匀速圆周运动,电场力与重力平衡,洛伦兹力提供向心力,偏转的方向向下,故磁场垂直向内.
由几何关系:(r-h)2+x2=r2
由牛顿运动定律:qv0B=
联立两式得:B=
答:(1)小球自抛出到第一次落地点P的过程中发生的水平位移x的大小为x0
.
(2)电场的方向竖直向上,电场强度E的大小为
.
(3)磁场的方向垂直向内,磁感应强度B的大小为
.
h=
| 1 |
| 2 |
x=v0t
得水平位移:
x=v0
|
(2)小球以相同方式水平抛出后做匀速直线运动,电场力与重力平衡,竖直向上;
小球带正电,故电场的方向竖直向上.
由二力平衡,有:Eq=mg
解得:E=
| mg |
| q |
(3)小球做匀速圆周运动,电场力与重力平衡,洛伦兹力提供向心力,偏转的方向向下,故磁场垂直向内.
由几何关系:(r-h)2+x2=r2
由牛顿运动定律:qv0B=
| mv02 |
| r |
联立两式得:B=
| 2mv0h |
| q(h2+x2) |
答:(1)小球自抛出到第一次落地点P的过程中发生的水平位移x的大小为x0
|
(2)电场的方向竖直向上,电场强度E的大小为
| mg |
| q |
(3)磁场的方向垂直向内,磁感应强度B的大小为
| 2mv0h |
| q(h2+x2) |
点评:本题关键明确小球的运动性质,然后根据平抛运动的分运动公式、直线运动的条件、牛顿第二定律列方程,不难.
练习册系列答案
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