Question

P是一長度為L=0.64m的固定在水平地面上的絕緣平板，擋板R固定在平板的右端。整個空間有一個平行于PR的勻強電場E，在板的右半部分有一個垂直于紙面向里的勻強磁場B，磁場的寬度為d=0.32m。一個質量m=0.50×10^—3Kg、帶電荷量q=5×10^—2C的小物體（可視為質點），從板的左端由靜止開始向右做勻加速運動，從D點進入磁場后恰能做勻速直線運動。當物體碰到擋板R后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場（不計撤掉電場對原磁場的影響），物體返回時在磁場中仍做勻速運動，離開磁場后做減速運動，停在C點，PC=L/4。若物體與平板間的動摩擦因數=0.2，取g=10m/s².

（1）判斷電場的方向及物體帶正電還是帶負電； 

（2）求磁感應強度B的大小；

（3）求物體與擋板碰撞過程中損失的機械能。

Answer 1

（1）帶負電  E的方向為水平向左（2）m/s（3）

解析:

（1）設物體與擋板碰前的速度大小為，碰后的速度大小為

  對物體：與擋板碰后做勻速運動，物體帶負電       ①     2分

     碰前，在電場中做勻速運動            ②

              電場強度E的方向為水平向左              2分

（2）碰后，物體停在C點，由D到C的過程，由動能定理

                             ③         3分

       聯立①③解出     T      ④                 1分

                        m/s   ⑤                 1分

（3）P到D的過程中，由動能定理

                   ⑥         2分

      聯立②④⑥解出   m/s            ⑦         1分

    碰撞過程中，損失的機械能J   2分