解题思路:(1)根据受力分析,结合平衡条件与动能定理,即可求解;
(2)根据小物块返回时在磁场中匀速运动,则有洛伦兹力等于重力,从而求出速度,进而确定碰撞过程中损失的机械能;
(3)根据能量守恒定律,结合摩擦力做功,即可求解.
(1)设小物块向右匀速运动时的速度大小为v1,由平衡条件有
qE-μ(mg+qv1B)=0①
设小物块在向右运动过程中克服摩擦力做的功为W,由动能定理有
qEL−W=
1
2m
v21②
由①②式解得 v1=
qE−μmg
μqB③
W=qEL−
m(qE−μmg)2
2μ2q2B2④
(2)设小物块返回时在磁场中匀速运动的速度大小为v2,与右端挡板碰撞过程损失的机械能为△E,则有
qv2B-mg=0⑤
△E=
1
2m
v21−
1
2m
v22⑥
由③⑤⑥式解得 △E=
m(qE−μmg)2−μ2m3g2
2μ2q2B2⑦
(3)设最终小物块停止的位置在板上C点左侧x距离处,由能量守恒定律有
[1/2m
v22=μmgx⑧
由⑤⑧式解得x=
m2g
2μq2B2]
答:(1)小物块向右运动过程中克服摩擦力做的功W=qEL−
m(qE−μmg)2
2μ2q2B2;
(2)小物块与右端挡板碰撞过程损失的机械能 △E=
m(qE−μmg)2−μ2m3g2
2μ2q2B2;
(3)最终小物块停在绝缘平板上的位置x=
m2g
2μq2B2.
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动.
考点点评: 考查如何根据运动来确定受力,掌握左手定则,理解动能定理与能量守恒定律,注意做功的正负值.