◎ 题目

如图所示，水平地面上有一辆固定有长为L的竖直光滑绝缘管的小车，管的底部有一质量m=0.2g、电荷量q=8×10-5 C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、磁感应强度为B1=15T的匀强磁场，MN面的上方还存在着竖直向上、场强E=25V/m的匀强电场和垂直纸面向外、磁感应强度B2=5T的匀强磁场。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随高度h变化的关系如图所示。g取10m/s2，π取3.14，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）小球离开管后再次经过水平面MN时距管口的距离Δx。

◎ 答案

解：（1）以小球为研究对象，竖直方向小球受重力和恒定的洛伦兹力f，故小球在管中竖直方向做匀加速直线运动，加速度设为a，则m/s2 （2）在小球运动到管口时，FN＝2.4×10-3 N，设v1为小球竖直分速度 由，则m/s 由，得=1m （3）小球离开管口进入复合场，其中qE＝2×10-3 N，mg＝2×10-3 N，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=m/s，与MN成45°角 轨道半径为R， 小球离开管口开始计时，到再次经过MN所通过的水平距离m 对应时间 小车运动距离为m =0.43m

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，水平地面上有一辆固定有长为L的竖直光滑绝缘管的小车，管的底部有一质量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…”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。