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如图所示,空间存在着方向相同的匀强电场和匀强磁场,场强方向跟竖直方向成角,。一个质量为m=0.5kg的带电小球垂直于纸面向里运动时,它恰好沿直线运动,取g=10m/s2。(1)试

网友投稿  2023-04-12 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示,空间存在着方向相同的匀强电场和匀强磁场,场强方向跟竖直方向
角,。一个质量为m=0.5kg的带电小球垂直于纸面向里运动时,它恰好沿直线运动,取g=10m/s2
(1)试判断小球带何种电荷?。
(2)小球在电场中受到的电场力的大小和方向。
(3)若将小球用长为L=1.2m的绝缘轻细线悬吊在图中O点,如图所示,由静止释放小球后,小球摆动到悬线斜向下与水平方向成角的位置时,悬线对O点的拉力的大小是多少?

◎ 答案

(1)带正电荷(2) 4.0N,方向与电场方向相同(3)5.4N

◎ 解析



 

 
(1)小球垂直于纸面向里沿直线运动,小球受重力mg、电场力F1和洛伦兹力F2,这三个力的方向都在竖直平面内,与小球的运动方向垂直,只有小球带正电荷,三力才能平衡,如左图所示,小球才能沿直线运动,而且一定是匀速直线运动。(4分)
(2)由三力平衡,如左图所示,电场力的大小
F1=mgcosa=4.0N,方向与电场方向相同。(4分)
(3)小球县吊在O点由静止释放后,受电场力F1、重力mg和细线拉力T(还可能受磁场力)作用下,,由静止开始在竖直平面内做圆周运动,摆到悬线与水平方向成a角位置时,此时速度方向与磁场方向平行,不受洛伦兹力,如右图所示。
(4分)
小球由竖直位置摆到图示位置时,电场力量力做功,有
(4分)
解得T=5.4N
则细线对O点的拉力大小T’=T=5.4N。(4分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,空间存在着方向相同的匀强电场和匀强磁场,场强方向跟竖直方向成角,。一个质量为m=0.5kg的带电小球垂直于纸面向里运动时,它恰好沿直线运动,取g=10m/s2。(1)试…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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