如图所示,在光滑绝缘水平面上平放着一内壁光滑、绝缘的空心细管,管内M端有一带正电的小球P,在距离管的N端正右方2h的A1处有另一不带电的小球Q,在足够大空间区域有竖直向下
◎ 题目
如图所示,在光滑绝缘水平面上平放着一内壁光滑、绝缘的空心细管,管内M端有一带正电的小球P,在距离管的N端正右方2h的A1处有另一不带电的小球Q,在足够大空间区域有竖直向下的匀强磁场,磁感强度为B.现让细管以垂直管长方向的速度v1水平向右匀速运动,同时让Q以某速度v2从A1点出发沿A1A2匀速运动,细管运动到A1处时,A1A2与细管延长线的夹角为45°.若小球P恰好在A处相对水平面以速度
(1)P的带电量与质量之比
(2)v2的大小. |
◎ 答案
(1)设小球P的电量为q、质量为m,P因参与v1运动而受到指向N端的洛伦兹力,其值为: f=qv1B P在管中的运动会使它受到另一个向左的洛伦兹力,此力被管壁施予P向右的力所抵消.P对应有指向N端的加速度: a=
设P从M端到达N端t1,沿管子方向的速度大小为u. 则:t1=
u=at1…③ 则(
由③可得:u=v1…⑤ 由①②③⑤可得:
(2)P离开管后将在水平面上作匀速圆周运动其速度为:v=
由qvB=m
r=
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