(2009•湘潭三模)如图所示,一个质量为m、电荷量为+q的小球从高度为h的A点以速度v0水平抛出,第一次落地点为P.不

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  • 解题思路:(1)平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动,和竖直方向上的自由落体运动,根据匀速直线运动和自由落体运动的运动规律列方程求解即可.

    (2)电场力与重力平衡时,粒子才能做匀速直线运动,由平衡条件列式求电场E的大小.

    (3)若在此电场空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场,小球将做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,由几何知识求得轨迹半径,由牛顿第二定律求B的大小.

    (1)平抛运动的时间为t=

    2h

    g

    水平位移s=v0t=v0

    2h

    g

    则位移L=

    h2+s2=

    h2+

    2h

    v20

    g

    (2)小球水平抛出后做匀速直线运动,则有 mg=qE

    解得,E=[mg/q]

    (3)因电场力与重力平衡,加上磁场后,小球还受到洛伦兹力作用而做匀速圆周运动,由洛伦兹力充当向心力.

    设小球的轨迹半径为R,由几何知识得:(3)由几何关系可知:

    R2=x2+(R-h)2

    又由牛顿第二定律得

    qv0B=m

    v20

    R

    联立上两式得:B=

    2mgv0

    q(2

    v20+gh)

    答:(1)小球从A点运动到P点的过程,位移L的大小为

    h2+

    2h

    v20

    g.

    (2)电场强度E的大小是[mg/q].

    (3)磁感应强度B的大小是

    2mgv0

    q(2

    v20+gh).

    点评:

    本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力;带电粒子在匀强电场中的运动.

    考点点评: 第3题考查带电粒子在复合场中的运动,当重力与电场力相互抵消时,带电粒在磁场作用下将做匀速圆周运动.

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