(14分)如图所示,坐标系xOy在竖直平面内,空间有沿水平方向、垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。在x>0的空间内有沿x轴正方向的匀强电场,场强为E。一个带正电荷的

◎ 题目

(14分)如图所示,坐标系xOy在竖直平面内,空间有沿水平方向、垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。在x>0的空间内有沿x轴正方向的匀强电场,场强为E。一个带正电荷的小球经过图中x轴上的M点,沿着与水平方向成θ=30o角的斜向下的直线做匀速运动,经过y轴上的N点进入x<0的区域内。要使小球进入x<0区域后能在竖直面内做匀速圆周运动,需在x<0区域内另加一匀强电场。若带电小球做圆周运动通过y轴上的P点(P点未标出),重力加速度设为g,求
(1)小球运动的速度大小;
(2)在x<0的区域内所加电场的场强大小和方向;
(3)小球从N点运动到P点所用的时间。

◎ 答案

(1)
(2)E,方向为竖直向上。
(3)

◎ 解析

(1)(4分)球在MN段受力如图:

因为在MN段球做匀速直线运动,所以球受到如图所示的三个力而平衡,
所以有:mgtan30° =qE
qvBsin30°=qE
联立解得:mg=3qE

(2)(4分)在x<0的区域内,设所加的电场强度为E′,则由运动情况分析知:
球受的重力mg必与电场力qE′是一对平衡力,即:qE′=mg
∴ Eˊ = mg/q =E
E′的方向为竖直向上。
(3)(4分)

球在磁场中做匀速圆周运动的周期是:
T=
而:qvBm

∴ 在NP圆弧间经历的时间是: 

◎ 知识点

    专家分析,试题“(14分)如图所示,坐标系xOy在竖直平面内,空间有沿水平方向、垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。在x>0的空间内有沿x轴正方向的匀强电场,场强为E。一个带正电荷的…”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。

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