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某塑料球成型机工作时,可以喷出速度v=10m/s的塑料小球,已知喷出小球的质量m...

manfen5.com 满分网某塑料球成型机工作时,可以喷出速度v=10m/s的塑料小球,已知喷出小球的质量m=1.0×10-4 kg,并且在喷出时已带了q=1.0×10-4 C的负电荷,如图所示,小球从喷口飞出后,先滑过长d=1.5m的水平光滑的绝缘轨道,而后又过半径R=0.4m的圆弧形竖立的光滑绝缘轨道.今在水平轨道上加上水平向右的电场强度为E的匀强电场,小球将恰好从圆弧轨道的最高点M处水平飞出;若再在圆形轨道区域加上垂直于纸面向里的匀强磁场后,小球将恰好从圆形轨道上与圆心等高的N点脱离轨道落入放在地面上接地良好的金属容器内,g=10m/s2,求:
(1)所加电场的电场强度E;
(2)所加磁场的磁感应强度B.
(1)在水平轨道上加上水平向右的电场强度为E的匀强电场,小球将恰好从圆弧轨道的最高点M处水平飞出,知支持力为零,小球所受的重力提供向心力,对水平轨道段运用动能定理,求出所加电场的电场强度E. (2)在圆形轨道区域加上垂直于纸面向里的匀强磁场后,小球将恰好从圆形轨道上与圆心等高的N点脱离轨道,知在N点轨道对球的弹力为零,小球所受的洛伦兹力提供向心力,在M到N端,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律求出所加磁场的磁感应强度. 【解析】 (1)设小球在M点的速率为v1,只加电场时对小球在M点,根据牛顿第二定律有:        在水平轨道上,对小球运用动能定理得: 联立两式解得:E=32V/m. 故所加电场的电场强度E=32V/m.     (2)设小球在N点速率为v2,在N点由牛顿第二定律得: 从M到N点,由机械能守恒定律得: 联立两式解得:B=. 故所加磁场的磁感应强度B=.
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考点分析:
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(2)物体与挡板E撞前后的速度v1和v2
(3)磁感应强度B的大小;
(4)电场强度E的大小和方向.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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