如图所示,水平地面上方有一绝缘弹性竖直薄档板,板高h="3"m,与板等高处有一水平放置的小篮筐,筐口的中心距挡板s="1"m。整个空间存在匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直
◎ 题目
如图所示,水平地面上方有一绝缘弹性竖直薄档板,板高h="3" m,与板等高处有一水平放置的小篮筐,筐口的中心距挡板s="1" m。整个空间存在匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B=1T,而匀强电场未在图中画出;质量m=1×10-3kg、电量q=﹣1×10-3C的带电小球(视为质点),自挡板下端的左侧以某一水平速度v0开始向左运动,恰能做匀速圆周运动,若小球与档板相碰后以原速率弹回,且碰撞时间不计,碰撞时电量不变,小球最后都能从筐口的中心处落入筐中。(g取10m/s2,可能会用到三角函数值sin37°=0.6,cos37°=0.8)。试求: (1)电场强度的大小与方向; (2)小球运动的可能最大速率; (3)小球运动的可能最长时间。 |
◎ 答案
(1)10N/C 竖直向下 (2) (3)8.5s |
◎ 解析
试题分析:(1)小球做匀速圆周运动,则 故 方向竖直向下 (2)若小球速率最大,则运动半径最大,如轨迹①所示 得 由 解得 (3)因为速度方向与半径垂直,圆心必在挡板所在的竖直线上 且 小球与挡板碰撞n次后落入筐中,则有:解得:n<1.5 故n可取0或1才能保证小球落入筐中 当n=0时,即为(2)问中的解 当n=1时,有 得:,运动轨迹如图中②所示 或者 ,运动轨迹如图中③所示 以轨迹③运动,小球用时最长,则有 故, 轨迹③运动对应的圆心角 运动最长时间为: |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,水平地面上方有一绝缘弹性竖直薄档板,板高h="3"m,与板等高处有一水平放置的小篮筐,筐口的中心距挡板s="1"m。整个空间存在匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直…”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。- 最新内容
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