(2014•东城区一模)如图所示,高h=0.8m的绝缘水平桌面上方的区域Ⅰ中存在匀强电场,场强E的方向与区域的某一边界平

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  • 解题思路:(1)小球离开区域Ⅱ后做平抛运动,根据平抛运动规律求解小球在小球在区域Ⅱ中的速度;

    (2)由于小球在磁场中作匀速运动,只能受重力和洛仑兹力作用,二力平衡;

    (3)由于v<v0,所以小球在电场中作减速运动,由动能定理求得场强大小.

    (1)小球离开磁场后做平抛运动,设小球在磁场中匀速运动的速度为v,则有:h=

    1

    2gt2…①

    x=vt…②

    联立①②解得:v=2m/s…③

    (2)由于小球在磁场中作匀速运动,只能受重力和洛仑兹力作用为:f=mg…④

    又f=qvB…⑤

    联立④⑤解得:B=

    mg

    qv…⑥

    代入数值得:B=5.0×103T…⑦

    根据左手定则可判断磁感应强度B的方向垂直纸面向里.

    (3)由于v<v0,所以小球在电场中作减速运动.电场方向有两种可能:

    (i)电场方向水平向左.小球在电场中,由动能定理:−qEL−2μmgL=

    1

    2mv2−

    1

    2m

    v20…⑧

    解得:E=4.0×103N/C…⑨

    (ii)电场方向竖直向下.小球在电场中,由动能定理:−μmgL−μ(mg+Eq)L=

    1

    2mv2−

    1

    2m

    v20…⑩

    解得:E=4.0×104N/C…⑪

    答:(1)小球在区域Ⅱ中的速度2m/s;

    (2)区域Ⅱ中磁感应强度B的大小5.0×103T,方向垂直纸面向里;

    (3)区域Ⅰ中电场强度E可能的大小4.0×103N/C方向水平向左或者4.0×104N/C,方向竖直向下.

    点评:

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

    考点点评: 考查了平抛规律、洛伦兹力的计算与动能定理等规律的应用,掌握平抛运动的处理规律,理解动能定理的过程确定的重要性.

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