解题思路:(1)当电场力和洛伦兹力平衡时,墙壁的弹力为零,物块将脱离墙壁,根据平衡求出此时的速度,根据动能定理求出A沿墙壁下滑时,克服摩擦力做功的大小.
(2)在P点A受力平衡,抓住洛伦兹力在竖直方向上的分力等于重力,水平方向上的分力等于电场力求出此时的速度,然后对物块脱离墙壁到P点的过程中运用动能定理,求出P点与M点的水平距离s.
(1)设物体滑到N点时速度为v1,由题意分析物体受力情况,物体在N点恰脱离墙面,有:
qE-qv1B=0…①
M→N过程,由动能定理有:
mgh+Wf=
1
2mv12−0…②
联解①②并代入数据得:
Wf=-6J,即克服摩擦力做功6J.…③
(2)设物体运动到P点时速度为v2,由题意和左手定则知物体在P点受力平衡,有:
qv2B•sinθ-qE=0…④
qv2B•cosθ-mg=0…⑤
N→P过程,由动能定理知:
mg(H−h)−qE•s=
1
2mv22−
1
2mv12…⑥
联解④⑤⑥并代入数据得:
s=0.6m
答:(1)A沿墙壁下滑时,克服摩擦力做的功为6J;
(2)P点与M点的水平距离为0.6m.
点评:
本题考点: 动能定理的应用;带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在混合场中的运动.
考点点评: 解决本题的关键知道物体与墙壁脱离时,电场力和洛伦兹力相等;在P点洛伦兹力在竖直方向上的分力等于重力,水平方向上的分力等于电场力,结合动能定理进行求解.