18.如图有一垂直于纸面的匀强磁场分布在直角坐标系的第三、四象限内,有一匀强电场分布在第二、三、四象限内;第一象限内无电场和磁场.一质量为m,电荷量为+q的带电油滴,从y轴上的M点水平向右抛出,经N点进入第四象限后,恰好做匀速圆周运动,油滴经x轴上的N点和P点最后又回到M点,设OM=L,ON=2L.如图所示,求:

(1)电场强度E的大小和方向;

(2)油滴到达N点时的速度大小和方向;

(3)匀强磁场的磁感应强度的大小和方向;

(4)油滴从M点出发,经N、P点最后又回到M点所用的时间.

解析:(1)由于油滴进入第四象限恰好做匀速圆周运动,说明电场力F与重力G平衡,F方向竖直向上

mg=Eq,E=

电场强度方向与电场力方向相同,竖直向上

(2)油滴在第一象限做平抛运动

竖直方向速度

v1=gt=g =

水平初速度v0==

到达N点时速度v=2,

方向与水平方向成45°.

(3)由左手定则可知磁感应强度方向垂直纸面向外.

油滴从N到P做圆周运动的轨迹如图所示,设半径为R,由几何关系知油滴过P点的速度方向与x轴成45°角,则

OP=OM=L,

又因为ON=2L,

所以PN=3L,R=

又由牛顿第二定律得:

qvB=m

解得B=.

(4)油滴从M至N的时间:

t1=

油滴从N到P运动的时间:

t2=T=·=

=

油滴从P至M做匀速直线运动,运动时间:t3===

从M点出发,经N、P点回到M点所用时间

t=t1+t2+t3

= ++

=.

答案:(1) 竖直向上

(2)2 与水平方向成45°

(3) 垂直纸面向外

(4)

 0  114972  114980  114986  114990  114996  114998  115002  115008  115010  115016  115022  115026  115028  115032  115038  115040  115046  115050  115052  115056  115058  115062  115064  115066  115067  115068  115070  115071  115072  115074  115076  115080  115082  115086  115088  115092  115098  115100  115106  115110  115112  115116  115122  115128  115130  115136  115140  115142  115148  115152  115158  115166  447090 

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