如图所示,有一与竖直方向夹角为45°的直线边界,其左下方有一正交的匀强电磁场.磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B;电场方向竖直向上,场强大小为E=mg/q.一质量为

◎ 题目

如图所示,有一与竖直方向夹角为45°的直线边界,其左下方有一正交的匀强电磁场.磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B;电场方向竖直向上,场强大小为E=mg/q.一质量为m,电荷量为+q的小球从边界上N点正上方高为h处的M点静止释放,下落到N点时小球瞬间爆炸成质量、电荷量均相等的A、B两块.已知爆炸后A向上运动,能达到的最大高度为4h;B向下运动进入电磁场区域.此后A也将进入电磁场区域,

求:
(1)B刚进入电磁场区域的速度vB1
(2)B第二次进入电磁场区域的速度vB2
(3)设    B、A第二次进入电磁场时,与边界OO'交点分别为P、Q,求PQ之间的距离.

◎ 答案

(1)4    (2)v2==vB1=4
设v2与水平成α角,则tanα=="2" (3) +48

◎ 解析

(1)设小球运动到N点时速度为v0


则有mgh=mvv0=…………①…………(2分)
设爆炸后瞬间A的速度为vA1则有:?v=g?4h
即vA1=2v0=………②…………(1分)
爆炸前后动量守恒,有mv0=vB1-vA1………③…………(1分)
联立①②③得vB1=4v0=4…………(2分)
(2)进入电磁场后由于g=E,故B做匀速圆周运动,B离开电磁场后做平抛运动,设运动时间为t,则有:
—CPsin45°=vB1t………④…………(1分)
—CPcos45°=gt2………⑤…………(1分)
联立④⑤得t=………⑥所以vy=gt=2vB1
由图知:v2==vB1=4…………(2分)
设v2与水平成α角,则tanα==2…………(2分)
(3)设运动半径为RB,有vB1B=?(2分)即RB=
故NC的距离为:—NC=RB=⑦…………(2分)
将⑥代入④得—CP=⑧…………(2分)
所以B第一次进入磁场到第二次进入磁场之间的距离为:
—NP=—NC+—CP=+=+64⑨…………(1分)
同理A第一次进入磁场到第二次进入磁场之间的距离为
—NQ=—ND+—DQ=+=+16⑩…………(1分)
故PQ间的距离为:—PQ=—NP-—NQ=+48…………(2分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,有一与竖直方向夹角为45°的直线边界,其左下方有一正交的匀强电磁场.磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B;电场方向竖直向上,场强大小为E=mg/q.一质量为…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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