如图所示,一个质量为m、带电量为+q的小球,以初速度v0自h高度水平抛出.不计空气阻力.重力加速度为g.

1个回答

  • 解题思路:(1)粒子在重力作用下做平抛运动,水平方向做匀速运动,竖直方向做自由落体运动,由平抛运动的规律可得出水平方向的位移S;(2)加上电场后粒子做匀速直线运动,受力平衡,由平衡条件可求得电场强度的大小;(3)若在空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场,小球抛出后沿圆弧轨迹运动,做的是匀速圆周运动,电场力与重力必定平衡,由洛伦兹力提供向心力,画出轨迹,由几何知识求出轨迹半径,再根据牛顿第二定律求解B.

    (1)粒子做平抛运动,水平方向做匀速运动,则有:S=v0t

    竖直方向做自由落体运动,则有:h=[1/2gt2

    联立解得:S=v0

    2h

    g];

    (2)加上电场后粒子做匀速直线运动,由平衡关系可知:mg=Eq

    解得,电场强度为:E=[mg/q],方向竖直向上.

    (3)若在空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场,小球做匀速圆周运动,设轨迹半径为R.

    由几何关系可知:R2=S2+(R-h)2

    结合:S=v0

    2h

    g;

    解得,R=

    v20

    g+[1/2]h;

    粒子由洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律得:

    qv0B=m

    v20

    R

    得,B=

    mv0

    qR=

    2mgv0

    q(2

    v20+gh)

    根据左手定则判断可知,B的方向垂直纸面向外.

    答:

    (1)小球从抛出点至第一落地点P的水平位移S的大小是v0

    2h

    g;

    (2)该匀强电场的场强E的大小是[mg/q],方向竖直向上;

    (3)该磁场磁感应强度B的大小是

    2mgv0

    q(2

    v20+gh),方向垂直纸面向外.

    点评:

    本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;平抛运动.

    考点点评: 本题考查带电粒子在复合场中的运动,只有当重力与电场力相互平衡时,带电粒子在磁场作用下将做匀速圆周运动.要能根据粒子运动情况,判断其受力情况,并选择相应的规律求解.

相关问题