题目内容

在相互垂直的匀强磁场和匀强电场中，有倾角为θ的足够光滑的绝缘斜面，磁感应强度为B，方向水平向外，电场强度E，方向竖直向上，有一质量为m、带电荷量为+q的小滑块，静止在斜面顶端时对斜面的正压力恰好为零，如图所示.

（1）如果迅速把电场方向转为竖直向下，求小滑块能在斜面上连续滑行的最远距离L和所用时间t.
（2）如果在距远处的C点放一个相同质量但不带电的小物体，当滑块从A点静止下滑到C点时，两物体相碰并黏合在一起，则此黏合体在斜面上还能再滑行多少时间和距离？
（1）L=  t=cotθ
（2）s=  t′=cotθ
（1）只有一个滑块运动：由题意知电场方向竖直向上，Eq=mg,场强大小不变，转为竖直向下时，滑块沿斜面连续下滑的最大距离L可根据动能定理有：
(mg+Eq)Lsinθ=mv2
即2mgLsinθ=mv2       ①
当滑块刚刚离开斜面时有
Bqv=(mg+Eq)cosθ
即v=          ②
①②式联立得：L=
再根据动量定理可知t==cotθ.
（2）两个物体先后运动，设在C点处碰撞前滑块的速度为v,则2mg×sinθ=mv2  ③
设碰撞后黏合体速度为u,由动量守恒有
mv="2mu           "  ④
当黏合体将要离开斜面时，有
Bv′q=(2mg+Eq)cosθ=3mgcosθ   ⑤
据动能定理，碰后两物体共同下滑的过程
3mgssinθ= (2m)v′2-(2m)u2    ⑥
所以黏合体在斜面上还能滑行的距离由③④⑤⑥式联立得：s=-
将L结果代入后整理有s=
黏合体在斜面上还能滑行的时间可由动量定理求得：
t′==cotθ-
将L结果代入后整理有
t′=t=cotθ.
练习册系列答案
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某同学设想用带电粒子的运动轨迹做出“0”、“8”字样，首先，如图甲所示，在真空空间的竖直平面内建立直角坐标系，在和处有两个与轴平行的水平界面和，它们把空间分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，在三个区域内分别存在匀强磁场、、，其   

大小满足，方
向如图甲所示．在Ⅱ区域内的轴左右
两侧还分别存在匀强电场、(图中
未画出)，忽略所有电、磁场的边缘效应．
是以坐标原点为中心对称的正方
形，其边长．现在界面上的
A处沿轴正方向发射一比荷的带正电荷的粒子(重力不计)，粒子恰能沿图中实线途经B、C、，D三点后回到A点并做周期性运动，轨迹构成一个“0”字．已知粒子每次穿越Ⅱ区域时均做直线运动．
(1)求、的大小和方向．
(2)去掉Ⅱ和Ⅲ区域中的匀强电场和磁场，其他条件不变，仍在A处以相同的速度发射相同的粒子，请在Ⅱ和Ⅲ区城内重新设计适当的匀强电场或匀强磁场，使粒子运动的轨迹成为上下对称的“8”字，且粒子运动的周期跟甲图中相同．请通过必要的计算和分析，求出你所设计的“场”的大小、方向和区域，并在乙图中描绘出带电粒子的运动轨迹和你所设计的“场”．(上面半圆轨迹已在图中画出)
如图所示，光滑绝缘的水平面上方，左边有垂直纸面向里的匀强磁场，右边有竖直向上的匀强电场。质量为m、带电量为q（正电）的小球a，以水平向右的初速度v沿水平面进入匀强磁场和匀强电场，恰好都不脱离水平面。在匀强电场中用绝缘细线悬挂一个质量也为m的不带电的小球b（可视为质点），小球处于静止且对水平面无压力。小球a进入匀强电场后与小球b正碰并粘在一起，恰好能绕悬挂点O在匀强电场中做竖直面内的圆周运动。若重力加速度为g，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B；
（2）匀强电场的电场强度E；
（3）绝缘细线的长度l。
如图在直角坐标XOY的第一象限内有竖直向下的匀强电场E=0.5V/m，垂直纸面向里的边界与X轴平行的匀强磁场B=0.4T，一开口向上光滑绝缘圆筒内有一内径略小的带正电小球m=1kg，q=+10C，圆筒的长度与匀强磁场的宽度相等，由O点开始，圆筒向右以v0=5m/s匀速直线运动，经过一段时间，圆筒运动到P点(P在磁场上边界)时小球恰好滑出筒口并且有了与X轴正向夹角θ=600斜向上的速度，之后小球在电场中运动，重力加速度取10m/s2求：小球再次回到与P点等高时的坐标值？
1998年升空的α磁谱仪探索太空中存在的反物质和暗物质，利用质谱仪可测定太空中粒子的比荷.如图6-15所示，当太空中的某一粒子从O点垂直进入磁感应强度B="10" T的匀强磁场后，沿半圆周运动到达P点，测得OP距离为10 cm，从P点离开磁场到Q点，电子计时器记录数据为10-8 s，已知PQ间距离为50 cm，则该粒子的比荷为_______，它可能是_______(填“电子”“正电子”“质子”或“反质子”).
图6-15
如图所示，Q1、Q2带等量正电荷，固定在绝缘平面上，在其连线上有一光滑的绝缘杆，杆上套一带正电的小球，杆所在的区域同时存在一个匀强磁场，方向如图所示，小球的重力不计，现将小球从图示位置从静止释放，在小球运动过程中，下列说法中正确的是（   ）
A．小球加速度将不断变化
B．小球速度将一直增大
C．小球所受洛伦兹力将一直增大
D．小球所受洛伦兹力大小变化，但方向始终不变
某空间内可能存在磁场或电场，也可能磁场和电场同时存在或都不存在，一束不同速率的α射线、β射线和γ射线以同方向进入此空间，如果它们运动轨迹仍为一束，则此空间（   ）
A．可能有磁场，无电场
B．磁场及电场可能都存在
C．可能有电场、无磁场
D．可能存在互相垂直的匀强电场及匀强磁场
如图所示，水平放置的平行金属板A带正电，B带负电，A、B间距离为d，匀强电场的场强为E，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，今有一带电粒子A、B间竖直平面内做半径为R的匀速圆运动，则带电粒子的转动方向为______时针方向，速率为______．
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（1）微粒进入上极板小孔时的速度及在两极板间运动的时间；
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