问题详情:
如图所示,质量为m, 带正电的小球(可视为质点)先固定在半径为R的1/4光滑圆弧(固定在地面上)的最高点C处,CA圆弧末端切线水平且距地面的高度为h=R,只在OA的右边空间充满匀强电场和匀强磁场,电场强度大小为E, 匀强磁场大小未知,方向均竖直向下,以O点为原点,水平向右为x轴正向,垂直纸面向里为y轴正向,将小球从C点释放后,发现小球的落地点坐标为(0,)
(1)小球到达A点时对轨道的压力; (2)小球的电荷量q; (3)如果将OA右方的电场和磁场撤去, 再在OA右方加上一个同样大小方向垂直纸面向里的匀强电场,为使小球离开A点后做平抛运动,可以加一个匀强磁场,那么该匀强磁场的磁感应强度大小为多大?小球从离开A点到落到地面的时间多长?
【回答】
(1)达A点的速度为 ,所以有:,解得:N=3mg,依牛顿第三定律,小球到达A点时对轨道的压力大小为3mg, 方向竖直向下. (2) 由题意可知,小球在磁场中只运动了半周,并设竖直向下的加速度为a, 竖直方向有: 而水平面内小球做匀速圆周运动;
由以上式子可得a=2g,所以有qE=mg,解得
(3)小球离开A点后受到垂直向里的电场力Eq, 由于水平速度不变,加一个竖直向上的匀强磁场,使得qvB=Eq
可得:则可,落地的时间为:
知识点:静电场及其应用单元测试
题型:计算题