如图所示,在竖直平面内放置一长为L的薄壁玻璃管,在玻璃管的a端放置一个直径比玻璃管直径略小的小球,小球带电荷量为-q、质量为m.玻璃管右边的空间存在着匀强电场与匀强磁场
◎ 题目
如图所示,在竖直平面内放置一长为L的薄壁玻璃管,在玻璃管的a端放置一个直径比玻璃管直径略小的小球,小球带电荷量为-q、质量为m.玻璃管右边的空间存在着匀强电场与匀强磁场的复合场.匀强磁场方向垂直于纸面向外,磁感应强度为B;匀强电场方向竖直向下 电场强度大小为
(1)小球从玻璃管b端滑出时速度的大小. (2)从玻璃管进入磁场至小球从b端滑出的过程中,外力F随时间t变化的关系. (3)通过计算画出小球离开玻璃管后的运动轨迹. |
◎ 答案
(1)由题意可知:E=
a=
设小球从玻璃管b端滑出时竖直方向的分速度大小为vy,则:
所以小球从玻璃管b端滑出时速度的大小为: v=
(2)玻璃管向右匀速运动,则有 F=Fx=Bvyq 又:vy=at=
则外力F随时间t变化的关系:F=
(3)设小球在管中运动时间为t,小球在磁场中做圆周运动的半径为R,轨迹如图1所示. t时间内玻璃管运动的距离为:x=v0t 根据牛顿第二定律得:qvB=m
得:R=
由几何关系有:sinα= |