如图所示,水平地面上方分布着水平向右的匀强电场,场强大小为E0,一个弯成圆周的环状绝缘硬质细管AB竖直固定在匀强电场中。环的半径R=0.30m,离水平面地面的距离为h=5.0m

◎ 题目

如图所示,水平地面上方分布着水平向右的匀强电场,场强大小为E0,一个弯成圆周的环状绝缘硬质细管AB竖直固定在匀强电场中。环的半径R=0.30m,离水平面地面的距离为h=5.0m,一带正电的小球从管的上端口A处静止释放,小球大小略小于管的直径,它与管间摩擦不计,小球在电场中受到的电场力大小为重力的一半。(g=10m/s2)求:
(1)小球运动到管口B时的速度大小;
(2)若使带电小球离开环B点瞬间,突然撤去匀强电场,为了使带电小球向右做匀速直线运动,可以加垂直纸面方向的匀强磁场,试求磁场的方向以及磁感应强度大小和原匀强电场强度E的比。

◎ 答案

解:(1)在小球A运动到B的过程中,只有重力和电场力做功。由动能定理有:
 ①
由题意可知
联立①②式解得:
代入数据可得:
(2)为了满足题意,只有加方向为垂直纸面向里的匀强磁场时才行。当洛仑兹力和重力平衡时,带电小球才可能做匀速直线运动。故  ⑤
由于 ⑥
联立④⑤⑥式得

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,水平地面上方分布着水平向右的匀强电场,场强大小为E0,一个弯成圆周的环状绝缘硬质细管AB竖直固定在匀强电场中。环的半径R=0.30m,离水平面地面的距离为h=5.0m…”主要考查了你对  【带电粒子在电场中运动的综合应用】,【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。

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