2. (2010年1月惠州第三次调研36题20分)如图所示,xOy是位于足够大的绝缘光滑水平桌面内的平面直角坐标系,虚线MN是∠xOy的角平分线.在MN的左侧区域,存在着沿x轴负方向、场强为E的匀强电场;在MN的右侧区域,存在着方向竖直向下,磁感应强度为B的匀强磁场.现有一带负电的小球a从y轴上的P(0,l)点,在电场力作用下由静止开始运动,a球到达虚线MN上的Q点时与另一个不带电的静止小球b发生碰撞,碰后两小球粘合在一起进入磁场,它们穿出磁场的位置恰好在O点.若a、b两小球的质量相等且均可视为质点,a、b碰撞过程中无电荷量损失.求:

(1)a、b两球碰撞合在一起进入磁场中的速度大小

(2)a球的比荷k(即电荷量与质量之比)

(3)过O点后,粘在一起的两个小球再次到

达虚线MN上的位置坐标(结果用E、B、l表示)

[解析](1)设a球的质量为m,电荷量为q,a、b碰撞前后速度大小分别为V0、V

a在电场中做匀加速运动,由动能定理知:  ①    (2分)

    a与b碰撞中动量守恒:   ②    (2分)

    由①②得:   ③ (1分)

 (2)由题意知,碰后两球在磁场中做匀速圆周运动,

圆心O′的坐标为(l、l)如图所示  (1分)

    所以轨度半径:  R=l   ④   (2分)

    由牛顿第二定律:   ⑤  (2分) 

    由③④⑤得:    ⑥   (1分)

(3)过O点后,两球沿y轴正方向的初速度v在电场中做类平抛运动. (1分)

设它们再次到达虚线MN上的位置Q′是(x、y),在电场中运动时间是t.

   由运动规律有:   ⑦   (2分)

                 ⑧   (2分)

        且:     ⑨   (2分)

   由⑥⑦⑧⑨得:     ⑩   (1分)

   所以、它们再次到达虚线MN上的位置是(2l、2l) (1分)

 0  256007  256015  256021  256025  256031  256033  256037  256043  256045  256051  256057  256061  256063  256067  256073  256075  256081  256085  256087  256091  256093  256097  256099  256101  256102  256103  256105  256106  256107  256109  256111  256115  256117  256121  256123  256127  256133  256135  256141  256145  256147  256151  256157  256163  256165  256171  256175  256177  256183  256187  256193  256201  447090 

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