解题思路:
(1)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
f
1
,故小球在管中竖直方向做匀加速直线运动,加速度设为
a
,由牛顿第二定律
而
得
(2)由小球对管侧壁的弹力
F
N
随高度
h
变化的图象知,在小球运动到管口时,
F
N
=
2.4
×
10
−
3
N
,设
v
1
为小球竖直分速度及由
v
1
使小球受到的洛伦兹力
,则
由水平方向平衡知
,即
解得
由竖着方向小球做匀加速直线运动
得
=
1
m
(3)小球离开管口进入复合场,其中
q
E
=
2
×
10
−
3
N
,
mg
=
2
×
10
−
3
N
.
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
M
N
成
45
∘
角,
m
/
s
轨道半径为
R
,此时洛伦兹力充当向心力
得
小球离开管口开始计时,到再次经过
M
N
所通过的水平距离由几何关系得
对应时间
小车运动距离为
x
2
,
m
故
△
x
=
x
1
−
x
2
=
(
)
m
(1)2m/s 2(2)1m(3)(
)m
<>