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如图所示,PQ是一固定在水平地面上足够长的绝缘平板(右侧有挡板),整个空间有平行...

如图所示,PQ是一固定在水平地面上足够长的绝缘平板(右侧有挡板),整个空间有平行于平板向左、场强为E的匀强电场,在板上C点的右侧有一个垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一个质量为m、带电量为-q的小物块,从C点由静止开始向右先做加速运动再做匀速运动.当物体碰到右端挡板后被弹回,若在碰撞瞬间撤去电场,小物块返回时在磁场中恰做匀速运动,已知平板QC部分的长度为L,物块与平板间的动摩擦因数为μ,求:
(1)小物块向右运动过程中克服摩擦力做的功;
(2)小物块与右端挡板碰撞过程损失的机械能;
(3)最终小物块停在绝缘平板上的位置.

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(1)根据受力分析,结合平衡条件与动能定理,即可求解; (2)根据小物块返回时在磁场中匀速运动,则有洛伦兹力等于重力,从而求出速度,进而确定碰撞过程中损失的机械能; (3)根据能量守恒定律,结合摩擦力做功,即可求解. 【解析】 (1)设小物块向右匀速运动时的速度大小为v1,由平衡条件有 qE-μ(mg+qv1B)=0① 设小物块在向右运动过程中克服摩擦力做的功为W,由动能定理有 ② 由①②式解得 ③ ④ (2)设小物块返回时在磁场中匀速运动的速度大小为v2,与右端挡板碰撞过程损失的机械能为△E,则有 qv2B-mg=0⑤ ⑥ 由③⑤⑥式解得 ⑦ (3)设最终小物块停止的位置在板上C点左侧x距离处,由能量守恒定律有 ⑧ 由⑤⑧式解得  答:(1)小物块向右运动过程中克服摩擦力做的功; (2)小物块与右端挡板碰撞过程损失的机械能 ; (3)最终小物块停在绝缘平板上的位置.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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