题目内容

如图所示,在足够大的空间范围内,同时存在着竖直向上匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,磁感强度B=1.57 T,小球1带正电,其电量和质量比q1/m1=4 C/kg,所受重力与电场力大小相等;小球2不带电,静止放置于固定的水平悬空小支架上.小球1向右以V0=23.59 m/S的水平速度与小球2正碰,碰后经过0.75 s再次相碰.设碰撞前后两小球带电情况不发生改变,且始终保持在同一竖直平面内.(g=10 m/s2)问:

(1)电场强度E的大小是多少?

(2)两小球的质量之比多少?

答案:
解析:

  (16分)、解:(1)设电场强度为E,由题意有

  qE=mg得E=25 N/C (5分)

  (2)设小球1碰后做匀速圆周运动的周期为T,半径为R

  T==1.0 S (1)(2分)

  经t=0.75 S第二次又相碰,这说明小球1经过了3T/4与小球2再次相碰,那小球的平抛水平位移和竖直高度都等于小球1转动的半径R.设1、2两球碰后的速度分别为V1和V2,所以有

  R==2.815 m (2)(2分)

  V2=3.75 m/S (3)(1分)

  又有qv1B=m (4)(2分)

  v1=1.76625 m/s (5)(1分)

  又m1v0=m1v1+m2v2 (6)(1分)

  将以上各速度代入可求得: (7)(2分)


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