解题思路:(1)由物体的运动状态可知粒子受到的电场力方向,由洛仑兹力可判断粒子的电性,则可得出电场方向;
(2)由动能定理可求得物体被弹回时的速度,由磁场中的受力平衡可求得磁感应强度;
(3)由动能定理及受力平衡关系联立可求得粒子进入磁场时的速度,由功能关系可求得损失的机械能.
(1)物体由静止开始向右做匀加速运动,证明电场力向右且大于摩擦力,进入磁场后做匀速直线运动,说明它所受摩擦力增大,且所受洛伦兹力方向向下.由左手定则可判断物体带负电物体带负电而所受电场力向右,说明电场方向向左.
(2)设物体被挡板弹回后做匀速直线运动的速度为v2,从离开磁场到停在C点的过程中,根据动能定理有−μmg•
L
4=0−
1
2m
v22
得v2=0.8m/s
物体在磁场中向左做匀速直线运动,其受力平衡,则有
mg=Bqv2
解得 B=0.125T≈0.13T.
(3)设从D点进入磁场时的速度为v1,据动能定理有qE•
1
2L−μmg•
1
2L=
1
2m
v21
物体从D到R做匀速直线运动,其受力平衡有
qE=μ(mg十qv1B)
解得v1=l.6 m/s,
故小物体撞击挡板损失的机械能为△E=
1
2m
v21−
1
2m
v22=4.8×10−4J.
点评:
本题考点: 动能定理的应用;共点力平衡的条件及其应用;功能关系;洛仑兹力.
考点点评: 本题综合电场及磁场必质,要注意电场力做功取决于电势差而洛仑兹力不做功,故应用功能关系解决一般的运动较为简单.