如图所示,在水平线MN上方有水平向右的匀强电场,下方有垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场.现将一质量为m、带电量为+q(q>0)的小球在MN上方高为h处由静止释放,已知

◎ 题目

如图所示,在水平线MN上方有水平向右的匀强电场,下方有垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场.现将一质量为m、带电量为+q(q>0)的小球在MN上方高为h处由静止释放,已知两区域内的电场强度E的大小均等于
mg
q
,g为重力加速度.
(1)求小球第一次到达MN时的速度大小和方向.
(2)小球释放后,前三次通过MN上的点依次为a,b,c(图中未标出),且线段ab=bc,求磁场的磁感应强度大小.
魔方格

◎ 答案

(1)对小球进行受力分析,小球受到重力,和水平方向的电场力,小球在MN上方做匀加速直线运动,
因为Eq=mg,所以速度方向斜向右下方45°,
根据牛顿第二定律得:
a=

2
mg
m
=

2
g

根据匀加速直线运动,速度位移公式得:

2
h=
v2
2a

解得:v=2

gh

(2)在MN下方,由于mg=Eq,故小球在竖直平面内做匀速圆周运动,且圆心角为90°,
根据Bqv=m
v2
r

解得:r=
mv
Bq

由题意得:bc=ab=

2
r
=

2
mv
Bq

在MN上方的bc过程,小球做类平抛运动,a=

2
g

bc?cos45°=vt
bc?sin45°=
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