如图所示的坐标系,x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向.在x轴上方空间的第一、第二象限内,既无电场也无磁场,在第三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直于xOy平面向里的匀强磁

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 共点力的平衡/2022-10-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示的坐标系,x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向.在x轴上方空间的第一、第二象限内,既无电场也无磁场,在第三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直于xOy平面向里的匀强磁场,在第四象限内存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场强度相等的匀强电场.一质量为m、电荷量为q的带电质点,从y轴上y=h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限,然后经过x轴上x=-2h处的P2点进入第三象限,带电质点恰能做匀速圆周运动,之后经过y轴上y=-2h处的P3点进入第四象限.试求:

(1)第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小.
(2)带电质点在第四象限空间运动过程中的最小速度.

◎ 答案

(1)  (2),方向沿x轴正方向

◎ 解析

(1)质点从P2到P3的运动过程中,重力与电场力平衡,洛伦兹力提供向心力.则qE=mg
解得E=
在第二象限内从P1到P2的运动过程是只在重力作用下的平抛运动,即h=gt2,2h=v0t,vy=gt
那么质点从P2点进入复合场时的速度为
v==2
方向与x轴负方向成45°角,运动轨迹如图所示.

质点在第三象限内满足qvB=m
由几何知识可得:(2R)2=(2h)2+(2h)2,所以B=.
(2)质点进入第四象限,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀减速直线运动.当竖直方向的速度减小到零时,此时质点速度最小,也就是说最小速度vmin是v在水平方向的分量,则vmin=vcos 45°=,方向沿x轴正方向.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示的坐标系,x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向.在x轴上方空间的第一、第二象限内,既无电场也无磁场,在第三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直于xOy平面向里的匀强磁…”主要考查了你对  【共点力的平衡】  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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