如圖10所示，在足夠大的空間范圍內(nèi)同時存在著豎直向上的勻強電場和垂直紙面向里的水平勻強磁場，磁感應強度B=1.57T.小球1帶正電，比荷為q1 / m1=4C / kg，所受重力與電場力的大小相等；小球1向右以v0=23.59m/s的水平速度與小球2正碰.碰后經(jīng)過0.75s再次相碰.設碰撞前后兩小球帶電情況不發(fā)生改變，且始終保持在同一平面內(nèi).（取g=10m/s2）求：
（1）電場強度E的大小是多少；
（2）兩小球的質量之比是多少.


（1）根據(jù)題意，小球1所受的重力與電場力始終平衡，有m1g=q1E，解得E=2.5N/C.
（2）兩小球第一次碰撞后動量守恒，以水平向右為正方向，有m1v0=-m1v1+m2v2.這里弄清碰后兩球做什么運動是解決問題的關鍵.從力與運動的關系看，小球1受重力、電場力和洛倫茲力，其中重力和電場力平衡，洛倫茲力提供向心力，它將做勻速圓周運動，由牛頓第二定律得q1v1B=m1，半徑為R1=，周期為T==1s.小球2只受重力，將做平拋運動.因為兩小球運動時間t=0.75=3/4T，所以小球1只能逆時針經(jīng)3/4個圓周時與小球2再次碰撞.
第一次相碰后小球2做平拋運動，有h=1/2gt2，L=R1=v2t，聯(lián)立以上各式解得v1=17.66m/s，v2=3.75m/s，兩小球質量之比=11.
【試題分析】
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖10所示，在鉛板A上有一個發(fā)射源C，可向各個方向射出速率V=2.8×106m/s的電子，B為金屬網(wǎng)，A、B連接在電路上，電源電動勢E=20V，內(nèi)阻不計，滑動變阻器范圍為0~20Ω， A、B間距d=10cm，M為熒光屏(足夠大)，它緊挨著金屬網(wǎng)外側，已知電子的比荷,現(xiàn)將圖中滑動變阻器滑片置于Rap=5.6Ω，閉合開關后，求：

（1）電子到達熒光屏的最長時間；

（2）調(diào)節(jié)R使粒子打在熒光屏上的最大面積縮小為原來的一半，此時Rap應多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖10所示，在坐標系xoy平面的x＞0區(qū)域內(nèi)，有電場強度E=2×105N/C，方向沿y軸負向的勻強電場和磁感應強度B＝0.20 T，方向與xoy平面垂直向里的勻強磁場。在y軸上有一足夠長的熒光屏MN，在x軸上的P(10，0)點處有一粒子發(fā)射槍連續(xù)不斷的發(fā)射大量質量m＝6.4×10-27kg，電量q＝3.2×10-19C的帶正電粒子，其向x軸方向發(fā)射的粒子恰能沿x軸做勻速直線運動。若撤去電場，并使粒子發(fā)射槍以P為軸在xoy平面內(nèi)以角速度ω=2πrad/s逆時針轉動（整個裝置都處在真空中），求：

（1）帶電粒子在磁場中運動的軌跡半徑；

（2）熒光屏上閃光點的范圍；

（3）熒光屏上閃光點從最高點移動到最低點所用的時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖10所示，在坐標系xoy平面的x＞0區(qū)域內(nèi)，有電場強度E=2×105N/C，方向沿y軸負向的勻強電場和磁感應強度B＝0.20 T，方向與xoy平面垂直向里的勻強磁場。在y軸上有一足夠長的熒光屏MN，在x軸上的P(10，0)點處有一粒子發(fā)射槍連續(xù)不斷的發(fā)射大量質量m＝6.4×10-27kg，電量q＝3.2×10-19C的帶正電粒子，其向x軸方向發(fā)射的粒子恰能沿x軸做勻速直線運動。若撤去電場，并使粒子發(fā)射槍以P為軸在xoy平面內(nèi)以角速度ω=2πrad/s逆時針轉動（整個裝置都處在真空中），求：

（1）帶電粒子在磁場中運動的軌跡半徑；

（2）熒光屏上閃光點的范圍；

（3）熒光屏上閃光點從最高點移動到最低點所用的時間。

 

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科目：高中物理 來源：2010年海南省�？谑懈呷聦W期高考調(diào)研（一）物理試題 題型：計算題

如圖10所示，在坐標系xoy平面的x＞0區(qū)域內(nèi)，有電場強度E=2×105N/C，方向沿y軸負向的勻強電場和磁感應強度B＝0.20 T，方向與xoy平面垂直向里的勻強磁場。在y軸上有一足夠長的熒光屏MN，在x軸上的P(10，0)點處有一粒子發(fā)射槍連續(xù)不斷的發(fā)射大量質量m＝6.4×10-27kg，電量q＝3.2×10-19C的帶正電粒子，其向x軸方向發(fā)射的粒子恰能沿x軸做勻速直線運動。若撤去電場，并使粒子發(fā)射槍以P為軸在xoy平面內(nèi)以角速度ω=2πrad/s逆時針轉動（整個裝置都處在真空中），求：
（1）帶電粒子在磁場中運動的軌跡半徑；
（2）熒光屏上閃光點的范圍；
（3）熒光屏上閃光點從最高點移動到最低點所用的時間。

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