(21分)在光滑绝缘的水平面上建有如图所示的平面直角坐标系,在此水平面上可视为质点的不带电小球a静止于坐标系的原点O,可视为质点的带正电小球b静止在坐标为(0,﹣h)的位置上

◎ 题目

(21分)在光滑绝缘的水平面上建有如图所示的平面直角坐标系,在此水平面上可视为质点的不带电小球a静止于坐标系的原点,可视为质点的带正电小球b静止在坐标为(0,h)的位置上。现加一方向沿轴正方向、电场强度大小为、范围足够大的匀强电场,同时给a球以某一速度使其沿轴正方向运动。当b球到达坐标系原点时速度为v0,此时立即撤去电场而改加一方向垂直于绝缘水平面向上、磁感应强度大小为、范围足够大的匀强磁场,最终b球能与a球相遇。求:
(1)b球的比荷q/m;
(2)从b球到达原点开始至b球与a球相遇所需的时间;
(3)b球从开始位置运动到原点时,a球的位置。

◎ 答案

(1)
(2)t=  ……
(3)(,0)     (……)

◎ 解析

(1)b球受电场力作用做匀加速运动,由动能定理得:
       (3分)则b球的比荷为           (2分)
(2)b球运动到原点后将在水平面上做匀速圆周运动

所以有:                (2分)
           (2分)
b球只能与a球相遇在图中的S处,相遇所需时间为
        (2分)
t=  ……    (2分)
(3)a球开始运动到与b球相遇所用时间 (1分)其中 (1分)
a球通过的路程为OS=2R     (1分)所以可得a球的速度:v=    (1分)
v=                        (1分)
a球在x轴上的坐标为  (……)(2分)
a球的位置为(,0)     (……)(1分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“(21分)在光滑绝缘的水平面上建有如图所示的平面直角坐标系,在此水平面上可视为质点的不带电小球a静止于坐标系的原点O,可视为质点的带正电小球b静止在坐标为(0,﹣h)的位置上…”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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