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.