Question

如圖4所示，PR是一塊長L的絕緣平板，整個空間有一平行于PR的勻強電場E，在板的右半部分有一個垂直于紙面向外的勻強磁場B。一個質量為m、帶電量為q的物體，從板的P端由靜止開始在電場力和摩擦力的作用下向右做勻加速運動，進入磁場后恰能做勻速運動。當物體碰到板R端擋板后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場，物體返回時在磁場中仍做勻速運動，離開磁場后做勻減速運動停在C點，PC=，物體與平板間的動摩擦因數為μ。求：

⑴ 物體與擋板碰撞前后的速度V₁和V_??2；

⑵ 磁感強度B的大小；

⑶ 電場強度E的大小和方向。

Answer 1

⑴

⑵

⑶  

解析:

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。

…………………①

物體進入磁場后，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

…………………④

由④式可得：

代入③式可得：…………………⑤

解以上各方程可得：

⑵ 由③式得：

⑶ 由②式可得：