水平地面上有一辆固定有竖直光滑绝缘管的小车,罐的底部有一质量m=0.2g,电荷量q=8x10^-5C的小球,

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  • 以小球为研究对象,竖直方向小球受重力和恒定的洛伦兹力,故小球在管中竖直方向做匀加速直线运动,加速度设为a,则a=f-mg/m=2m/s^2

    (2)设为小球出管口时的竖直分速度Vy,结合图象可得:

    所以此时弹力的大小:F=qVyB1=2.4*10^-3

    管壁所受弹力的方向:水平向左与小车运动方向相反

    (3)小球离开管口进入复合场,其中qE=2*10^-3N= mg=2*10^-3N

    故电场力与重力平衡,小球在复合场中做匀速圆周运动,合速度与MN成45°角,所以小球偏转90度.V合=2根号2m/s

    轨道半径R=mV合/qB2=根号2m

    由几何关系,从小球离开管口到再次经过MN所通过的水平距离=根号2R=2m

    对应时间t=T/4=π/4s 在该时间内小车运动距离 =π/2m

    小球此时离小车顶端的距离2-π/2=0.43m

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