◎ 题目

如图甲所示，水平地面上有一辆小车，小车上固定有竖直光滑绝缘管，管长为L，管内底部有一质量m=0.2g，电荷量q=+8×10-5C的小球，小球的直径比管的内径略小。在管口所在水平面MN的下方存在着垂直纸面向里、磁感应强度B1=15T的匀强磁场，MN面上方存在着垂直纸面向外、磁感应强度B2=15T的匀强磁场，MN上下的整个区域还存在着竖直向上、场强E=25V/m的匀强电场。现让小车始终保持v=2m/s的速度匀速向右运动，以带电小球刚经过场的边界PQ为计时的起点，测得小球对管侧壁的弹力FN随小球到管底的高度h的变化关系如图乙所示。g取10m/s2，不计空气阻力。求： （1）小球刚进入磁场B1时的加速度大小a； （2）绝缘管的长度L； （3）小球离开管后每次经过水平面MN时小球距管口的距离△x。

◎ 答案

解：（1）以小球为研究对象，竖直方向小球受重力、电场力和恒定的竖直方向洛伦兹力，加速度设为a，则   a= 　 （2）小球在管中竖直方向做匀加速直线运动，在小球运动到管口时，FN＝2.4×10－3N，设v1为小球竖直分速度 水平方向有： 解得： 竖直方向有： 解得：m （3）小球离开管口进入复合场，其中qE＝mg＝2×10－3N 故电场力与重力平衡，小球在复合场中做匀速圆周运动，合速度与MN成45°角，轨道半径为R

解得： 小球离开管口开始计时，到再次经过所通过的水平距离：m 对应时间有： 小车运动距离为，则m 若小球再经过时，m（其中，n=1、2、3…）

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图甲所示，水平地面上有一辆小车，小车上固定有竖直光滑绝缘管，管长为L，管内底部有一质量m=0.2g，电荷量q=+8×10-5C的小球，小球的直径比管的内径略小。在管口所在水平面…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  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。