(2005•福建模拟)如图所示,坐标系xOy在竖直平面内,空间有沿水平方向、垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.在x

1个回答

  • 解题思路:(1)球在MN段做匀速直线运动,重力、电场力和洛伦兹力三力平衡,由平衡条件可求解小球运动的速度大小;

    (2)小球进入x<0区域后在竖直面内做匀速圆周运动,则电场力与重力平衡,即可求得场强大小和方向;

    (3)球在磁场中做匀速圆周运动的周期是T=[2πR/v],画出小球运动轨迹,确定出轨迹对应的圆心角,可求出时间.

    (1)球在MN段受力如图,因为在MN段球做匀速直线运动,所以球受到如图所示的三个力而平衡

    所以有:mgtan30°=qE

    qvBsin30°=qE

    联立解得:mg=

    3qE;v=[2E/B];

    (2)在x<0的区域内,设所加的电场强度为E′,则由运动情况分析知:

    球受的重力mg必与电场力qE′是一对平衡力,即:

    qE′=mg

    ∴E′=[mg/q]=

    3E,E′的方向为竖直向上.

    (3)球在磁场中做匀速圆周运动的周期是:T=[2πR/v]

    而qvB=m

    v2

    R

    解得,T=

    2

    3πE

    Bg

    由小球的运动轨迹得,小球在NP圆弧间经历的时间是:t=

    2

    3T=

    4

    3πE

    3Bg

    答:(1)小球运动的速度大小是v=

    2E

    B.

    (2)在x<0的区域内所加电场的场强大小是

    3E,方向为竖直向上.

    (3)小球从N点运动到P点所用的时间是

    4

    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;带电粒子在混合场中的运动.

    考点点评: 本题是带电体在复合场中运动的类型,分析受力情况和运动情况是基础,小球做匀速圆周运动时,画出轨迹,由几何知识确定圆心角是求解运动时间的关键.

相关问题