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如圖所示,是位于足夠大的絕緣光滑水平桌面內的平面直角坐標系,虛線MN是∠的角平分線.在MN的左側區(qū)域,存在著沿軸負方向、場強為E的勻強電場;在MN的右側區(qū)域,存在著方向豎直向下、磁感應強度為B的勻強磁場,現有一帶負電的小球y軸上的P(0,L)點,在電場力作用下由靜止開始運動,小球到達虛線MN上的Q點時與另一個不帶電的靜止小球發(fā)生碰撞,碰后兩小球粘合在一起進入磁場,它們穿出磁場的位置恰好在O點.若、兩小球的質量相等且均可視為質點,、碰撞過程中無電荷量損失,不計重力作用.求:

(1)小球的比荷(即電荷量與質量之比);

(2)過O點后,粘在一起的兩個小球再次到達虛線MN上的位置坐標(結果用E、BL表示).

(1)設的質量為、電荷量為碰撞前后的速度大小分別為,碰后兩球在磁場中運動的軌道半徑為R.在電場中做勻加速直線運動,由動能定理得:(2分)

碰撞中動量守恒,有:(2分)解得(2分)

    由題意知,Q點的位置坐標一定是(L,L),且碰后兩球在磁場中做勻速圓周運動的圓心O1一定在軸上,如圖,所以R=L(2分)由洛倫茲力提供向心力有:(2分)故有(2分)

(2)過O點后,兩球以沿軸正方向的初速度在電場中做類平拋運動,設它們再次到達虛線MN上的位置坐標為,在電場中運動的時間為由運動學公式的:(2分)(2分)且(2分)解得:,所以兩球再次到達虛線MN上的位置坐標是(2分)

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩條足夠長的互相平行的光滑金屬導軌位于水平面內,距離為L=0.5m.在導軌的一端分別接有阻值均為0.6Ω的電阻R1、R2,在x≥0處有一與水平面垂直的勻強磁場,磁感應強度B=1T.一質量m=0.2kg的金屬桿垂直放置在導軌上,金屬直桿的電阻是r=0.2Ω,其他電阻忽略不計,金屬直桿以一定的初速度v0=4m/s進入磁場,同時受到沿x軸正方向的恒力F=3.5N的作用,在x=2m處速度達到穩(wěn)定.求:
(1)金屬直桿達到的穩(wěn)定速度v1是多大?
(2)若拉力在金屬棒達到穩(wěn)定速度前某一時刻突然反向,大小不變,從拉力反向到棒的速度減為零時止,通過R1的電量為0.1C,R1上產生的熱量為0.54J,則拉力反向時棒的速度v3多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,兩條足夠長的互相平行的光滑金屬導軌位于水平面內,距離為L=0.5m.在導軌的一端接有阻值為0.8Ω的電阻R,在x≥0處有一與水平面垂直的勻強磁場,磁感應強度B=1T.一質量m=0.2kg的金屬桿垂直放置在導軌上,金屬直桿的電阻是r=0.2Ω,其他電阻忽略不計,金屬直桿以一定的初速度v0=4m/s進入磁場,同時受到沿x軸正方向的恒力F=3.5N的作用,在x=6m處速度達到穩(wěn)定.求:
(1)金屬直桿達到的穩(wěn)定速度v1是多大?
(2)從金屬直桿進入磁場到金屬直桿達到穩(wěn)定速度的過程中,電阻R上產生的熱量是多大?通過R的電量是多大?

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科目:高中物理 來源:2011屆湖北省黃岡中學高三最后一次適應性考試(理綜)物理部分 題型:計算題

如圖所示,是位于足夠大的絕緣光滑水平桌面內的平面直角坐標系,虛線MN是∠的角平分線.在MN的左側區(qū)域,存在著沿軸負方向、場強為E的勻強電場;在MN的右側區(qū)域,存在著方向豎直向下、磁感應強度為B的勻強磁場,現有一帶負電的小球y軸上的P(0,L)點,在電場力作用下由靜止開始運動,小球到達虛線MN上的Q點時與另一個不帶電的靜止小球發(fā)生碰撞,碰后兩小球粘合在一起進入磁場,它們穿出磁場的位置恰好在O點.若兩小球的質量相等且均可視為質點,碰撞過程中無電荷量損失,不計重力作用.求:
(1)小球的比荷(即電荷量與質量之比);
(2)過O點后,粘在一起的兩個小球再次到達虛線MN上的位置坐標(結果用EBL表示).

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科目:高中物理 來源:2010-2011學年湖北省高三最后一次適應性考試(理綜)物理部分 題型:計算題

如圖所示,是位于足夠大的絕緣光滑水平桌面內的平面直角坐標系,虛線MN是∠的角平分線.在MN的左側區(qū)域,存在著沿軸負方向、場強為E的勻強電場;在MN的右側區(qū)域,存在著方向豎直向下、磁感應強度為B的勻強磁場,現有一帶負電的小球y軸上的P(0,L)點,在電場力作用下由靜止開始運動,小球到達虛線MN上的Q點時與另一個不帶電的靜止小球發(fā)生碰撞,碰后兩小球粘合在一起進入磁場,它們穿出磁場的位置恰好在O點.若兩小球的質量相等且均可視為質點,、碰撞過程中無電荷量損失,不計重力作用.求:

(1)小球的比荷(即電荷量與質量之比);

(2)過O點后,粘在一起的兩個小球再次到達虛線MN上的位置坐標(結果用E、B、L表示).

 

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