如图所示的空间,匀强电场的方向竖直向下,场强为E1,匀强磁场的方向水平向外,磁感应强度为B.有两个带电小球A和B都能在垂直于磁场方向的同一竖直平面内做匀速圆周运动(两小
◎ 题目
如图所示的空间,匀强电场的方向竖直向下,场强为E1,匀强磁场的方向水平向外,磁感应强度为B.有两个带电小球A和B都能在垂直于磁场方向的同一竖直平面内做匀速圆周运动(两小球间的库仑力可忽略),运动轨迹如图.已知两个带电小球A和B的质量关系为mA=3mB,轨道半径为RA=3RB=9cm. (1)试说明小球A和B带什么电,它们所带的电荷量之比
(2)指出小球A和B的绕行方向? (3)设带电小球A和B在图示位置P处相碰撞,且碰撞后原先在小圆轨道上运动的带电小球B恰好能沿大圆轨道运动,求带电小球A碰撞后所做圆周运动的轨道半径(设碰撞时两个带电小球间电荷量不转移). |
◎ 答案
(1)因为两带电小球都在复合场中做匀速圆周运动,故必有qE=mg, 由电场方向可知,两小球都带负电荷…① mAg=qAE…② mBg=qBE…③ mA=3mB, 所以
(2)由题意可知,两带电小球的绕行方向都相同…⑤ 由qBv=
得 R=
由题意RA=3RB, 所以
(3)由于两带电小球在P处相碰,切向合外力为零,故两带电小球在处的切向动量守恒. 由mAvA+mBvB=mv'A+mv'B…⑧ 得v′A=
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