如图所示,在相互垂直的匀强磁场和匀强电场中放一光滑的足够长的斜面,倾斜角为30°,并固定在水平面上,电场强度为E,磁感应

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  • 解题思路:当电场竖直向上时,小球对斜面无压力,可知电场力和重力大小相等;当电场竖直向下时,小球受到向下的力为2mg;当小球恰好离开斜面时,在垂直于斜面的方向上合力为零,由此可求出此时的速度;经受力分析可知,小球在沿斜面方向上合力不变,故沿斜面做匀加速直线运动,由运动学公式可求出滑行的距离.

    由题,电场竖直向上时,小球对斜面无压力,电场力和重力二力平衡,可知:qE=mg

    当小球恰好离开斜面时,对小球受力分析,受竖直向下的重力、电场力和垂直于斜面向上的洛伦兹力,此时在垂直于斜面方向上合外力为零.

    则有:(qE+mg)cosθ=qvB,

    解得:v=[2mgcosθ/qB].

    对小球受力分析,在沿斜面方向上合力为(qE+mg)sinθ,且恒定,故沿斜面方向上做匀加速直线运动.

    由牛顿第二定律得:(qE+mg)sinθ=ma,

    解得:a=2gsinθ,

    由v2=2ax得:

    x=

    v2

    2a=

    m2gcos2θ

    q2B2sinθ=

    m2g(cos30°)2

    q2B2sin30°=

    3m2g

    2q2B2;

    答:小球能在斜面上滑行的距离为

    3m2g

    2q2B2.

    点评:

    本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动.

    考点点评: 该题考察了带电物体在复合场中的运动情况,解决此类问题要求我们要对带电物体进行正确的受力分析,要注意找出当小球离开斜面时的受力情况是解决该题的关键.

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