15.(16分)  解:(1)设MN左侧匀强电场场强为E1,方向与水平方向夹角为θ.

带电小球受力如右图.

沿水平方向有   qE1cosθ=ma           (1分)

沿竖直方向有   qE1sinθ=mg           (1分)

    对水平方向的匀加速运动有    v2=2as     (1分)

  代入数据可解得 E1=0.5N/C           (1分)

θ=53º             (1分)

即E1大小为0.5N/C,方向与水平向右方向夹53º角斜向上.

(2)    带电微粒在MN右侧场区始终满足 qE2=mg                (1分)

在0~1s时间内,带电微粒在E3电场中  m/s2   (1分)

   带电微粒在1s时的速度大小为  v1=v+at=1+0.1×1=1.1m/s          (1分)

在1~1.5s时间内,带电微粒在磁场B中运动,

周期为 s(1分)

   在1~1.5s时间内,带电微粒在磁场B中正好作半个圆周运动.所以带电微粒在MN右侧场区中运动了1.5s时的速度大小为1.1m/s, 方向水平向左.           (1分)

(3)在0s~1s时间内带电微粒前进距离 s1= vt+at2=1×1+×0.1×12=1.05m

带电微粒在磁场B中作圆周运动的半径 m    (1分)

因为r+s1<2.28m,所以在1s~2s时间内带电微粒未碰及墙壁.

在2s~3s时间内带电微粒作匀加速运动,加速度仍为 a=0.1m/s2 ,

在3s内带电微粒共前进距离

   s3=m            (1分)

在3s时带电微粒的速度大小为 m/s

在3s~4s时间内带电微粒在磁场B中作圆周运动的半径

     m=0.19m           (1分)

因为r3+s3>2.28m,所以在4s时间内带电微粒碰及墙壁.

   带电微粒在3s以后运动情况如右图,其中 d=2.28-2.2=0.08m        (1分)

   sinθ=  ,   θ=30º        (1分)

所以,带电微粒作圆周运动的时间为

  s    (1分)

带电微粒与墙壁碰撞的时间为 t总=3+=s   (1分)

 0  257383  257391  257397  257401  257407  257409  257413  257419  257421  257427  257433  257437  257439  257443  257449  257451  257457  257461  257463  257467  257469  257473  257475  257477  257478  257479  257481  257482  257483  257485  257487  257491  257493  257497  257499  257503  257509  257511  257517  257521  257523  257527  257533  257539  257541  257547  257551  257553  257559  257563  257569  257577  447090 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网