Question

（22分）如圖所示，一個長為L的絕緣板固定在水平面上．整個空間有一個水平的勻強(qiáng)電場．板的右半部分有一個垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場．一質(zhì)量為m，帶電量為q的小物體（視為質(zhì)點），在電場力的作用下，從板的左端P處由靜止開始向右運動。小物體與絕緣板間的動摩擦因數(shù)為μ。進(jìn)入磁場區(qū)域后小物體恰好做勻速運動．在小物體碰到絕緣板右端的擋板Q后被彈回．若在碰撞瞬間撤去電場，物體返回過程在磁場中仍能做勻速運動，離開磁場后則做勻減速運動，并停在C點，已知PC=L/4。

求：⑴ 小物體與擋板碰撞前后的速率v₁和v₂；

⑵ 磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

⑶ 電場強(qiáng)度E的大小和方向。

 

Answer 1

【答案】

⑴   ⑵  ⑶    向右

【解析】

試題分析：物體碰擋板后在磁場中做勻速運動，可判斷物體帶的是正電荷，電場方向向右。

⑴ 物體進(jìn)入磁場前，在水平方向上受到電場力和摩擦力的作用，由靜止勻加速至V₁。

由動能定理得：       ①

物體進(jìn)入磁場后，做勻速直線運動，電場力與摩擦力相等

       ②

在碰撞的瞬間，電場撤去，此后物體仍做勻速直線運動，速度為V₂，不再受摩擦力，在豎直方向上磁場力與重力平衡。

       ③

離開磁場后，物體在摩擦力的作用下做勻減速直線運動

由動能定理：       ④

由④式可得：

解以上各方程可得：

⑵ 由③式得：

⑶ 由②式可得：

    電場方向向右。

考點：本題考查動能定理、共點力平衡。