(1)油滴的電性;
(2)油滴在P點(diǎn)得到的初速度大小;
(3) 油滴在第一象限運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和離開第一象限處的坐標(biāo)值。
解:(1)油滴帶負(fù)電。
(2)油滴受三個(gè)力作用(見下圖),從P到O沿直線必為勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)油滴質(zhì)量為m,
由平衡條件有qvBsin37°=qE
mgtan37°=qE
綜合前兩式,得
v=
m=。
(3)進(jìn)入第一象限,
由電場(chǎng)力F′=qE′=qE和重力G=mg=
·g=
qE,知油滴先做勻速直線運(yùn)動(dòng),進(jìn)入y≥h的區(qū)域后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),路徑如圖,最后從x軸上的N點(diǎn)離開第一象限。
由O→A勻速運(yùn)動(dòng)位移為s1==
h知運(yùn)動(dòng)時(shí)間:t1=
=
=
由幾何關(guān)系和圓周運(yùn)動(dòng)的周期關(guān)系式T=知由A→C的圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)間為
t2=T=
由對(duì)稱性知從C→N的時(shí)間t3=t1
在第一象限運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t=t1+t2+t3=
由在磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng),有qvB=
由上面各式解得,軌道半徑r==
圖中的ON=2(s1cos37°+rsin37°)=(h+
)
即離開第一象限處(N點(diǎn))的坐標(biāo)為[ (h+
),0]。
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