如图所示,光滑的绝缘平台水平固定,在平台右下方有相互平行的两条边界MN与PQ,其竖直距离为h=1.7m,两边界间存在匀强电场和磁感应强度为B=0.9T且方向垂直纸面向外的匀强磁
◎ 题目
如图所示,光滑的绝缘平台水平固定,在平台右下方有相互平行的两条边界MN与PQ,其竖直距离为h=1.7m,两边界间存在匀强电场和磁感应强度为B=0.9T且方向垂直纸面向外的匀强磁场,MN过平台右端并与水平方向呈θ=37°.在平台左端放一个可视为质点的A球,其质量为mA=0.17kg,电量为q=+0.1C,现给A球不同的水平速度,使其飞出平台后恰好能做匀速圆周运动.g取10m/s2. (1)求电场强度的大小和方向; (2)要使A球在MNPQ区域内的运动时间保持不变,则A球的速度应满足的条件?(A球飞出MNPQ区域后不再返回) (3)在平台右端再放一个可视为质点且不带电的绝缘B球,A球以vA0=3m/s的速度水平向右运动,与B球碰后两球均能垂直PQ边界飞出,则B球的质量为多少? |
◎ 答案
(1)A球能做圆周运动,必须有:Eq=mAg E=
(2)A球在MNPQ区域运动时间相等,必须从边界MN飞出, 如图所示,最大半径满足:R′cosθ+R′=hcosθ A球做匀速圆周运动有:BqvA=
解得:vA=0.4m/s 依题意,A球速度必须满足:0<vA≤0.4m/s (3)AB相碰后,A做匀速圆周运动,半径R=h 由BqvA=mA
B球做平抛运动,设飞行的水平距离为x,时间为t,有: x=vB0t h-xtanθ=
vB0=vytanθ=gttanθ 得vB0=3m/s 对于碰撞过程,由动量守恒定律得: mAvA0=mAvA+mBvB0 解得,mB=0.119Kg 答: (1)电场强度的大小为17N/C,电场强度方向竖直向上; (2)A球速度必须满足:0<vA≤0.4m/s. (3)B球的质量为0.119Kg. |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,光滑的绝缘平台水平固定,在平台右下方有相互平行的两条边界MN与PQ,其竖直距离为h=1.7m,两边界间存在匀强电场和磁感应强度为B=0.9T且方向垂直纸面向外的匀强磁…”主要考查了你对 【向心力】,【牛顿第二定律】,【带电粒子在匀强磁场中的运动】 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。- 最新内容
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