Question

如圖所示，高h =0.8m的絕緣水平桌面上方的區(qū)域Ⅰ中存在勻強電場，場強E的方向與區(qū)域的某一邊界平行，區(qū)域Ⅱ中存在垂直于紙面的勻強磁場B�，F(xiàn)有一質(zhì)量m=0.01kg，帶電荷量q=+10^-5C的小球從A點以v₀=4m/s的初速度水平向右運動，勻速通過區(qū)域Ⅱ后落在水平地面上的B點，已知小球與水平桌面間的動摩擦因數(shù)，L=1m，h = 0.8m，x =0.8m，取g =10m/s²。試求：

（1）小球在區(qū)域Ⅱ中的速度；

（2）區(qū)域Ⅱ中磁感應(yīng)強度B的大小及方向；

（3）區(qū)域Ⅰ中電場強度E可能的大小及方向。

 

Answer 1

解析：

（1）小球離開磁場后做平拋運動，設(shè)小球在磁場中勻速運動的速度為v，則有

                                                            ……① 1分

                                                              ……② 1分

      聯(lián)立①②解得：                          ……③ 2分

（2）由于小球在磁場中作勻速運動，只能受重力和洛侖茲力作用

                                           ……④ 2分

又                                                     ……⑤ 2分

聯(lián)立④⑤解得：                                              ……⑥ 1分

代入數(shù)值得：                                       ……⑦ 1分

根據(jù)左手定則可判斷磁感應(yīng)強度B的方向垂直紙面向里。

（3）由于v＜v₀，所以小球在電場中作減速運動。電場方向有兩種可能

（i）電場方向水平向左。小球在電場中，由動能定理

                    ……⑧ 2分

    解得                                                   ……⑨ 1分

（ii）電場方向豎直向下。小球在電場中，由動能定理

      ……⑩ 2分

    解得                                      ……(11)1分