(2013•泰安三模)如圖所示,PR是固定在水平地面上的長L=0.64m的絕緣平板.擋板R固定在平板的右端.整個空間有一

題目:

(2013•泰安三模)如圖所示,PR是固定在水平地面上的長L=0.64m的絕緣平板.擋板R固定在平板的右端.整個空間有一個平行於PR的勻強電場E,在板的右半部分有一垂直於紙面向里的勻強磁場,磁場的寬度d=0.32m.一個質量m=5.0×10-4kg、帶電荷量q=5.0×10-2C的可視爲質點的物體,在電場力的作用下從板的P端由靜止開始向右做勻加速運動,經D點進入磁場後恰能做勻速直線運動.當物體碰到擋板R後被彈回,若在碰撞瞬間撤去電場(不計撤去電場對磁場的影響),物體返回時在磁場中仍做勻速運動,離開磁場後做減速運動,停在C點,PC=

L
4

解答:

(1)物體帶負電,電場強度方向向左;
(2)設物體被擋板彈回後的速度爲v2,離開磁場後,
由動能定理得:-μmg
L
4=0-
1
2mv22
解得:v2=0.8m/s
物體返回後在磁場中無電場,仍做勻速運動,洛倫茲力與重力平衡,
則有   mg=qBv2
解得:B=0.125 T;
(3)由於電荷由P運動到C做勻加速運動,可知電場方向水平向右,且有
(Eq-μmg)
L
2=
1
2mv12
進入電磁場後做勻速運動,則有  qE=μ(qBv1+mg)
聯立以上兩式解得:v1=1.6m/s,
物體撞擊擋板損失的機械能爲:△E=
1
2mv12−
1
2mv22
解得:△E=4.8×10-4J;
答:(1)電場強度的方向及物體帶負電;
(2)磁感應強度B的大小爲0.125T;
(3)物體與擋板碰撞過程中損失的機械能爲4.8×10-4J.

試題解析:

物體返回後在磁場中無電場,仍做勻速運動,洛倫茲力與重力平衡.可以判斷物體的帶電性質,進而判斷電場的方向,離開磁場後做 勻減速運動停在C點,由動能定理和平衡條件結合可求解v2和B.物體從P到C的過程做勻減速運動,由動能定理列式得到場強與速度速度v1,由動能定理即可求出機械能的損失.

名師點評:

本題考點: 勻強電場中電勢差和電場強度的關係;帶電粒子在勻強磁場中的運動.
考點點評: 本題是物體在複合場中運動的問題,分析受力情況,來確定運動情況是關鍵.

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