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如图Ox、Oy、Oz为相互垂直的坐标轴,Oy轴为竖直方向,整个空间存在竖直向下的...

如图Ox、Oy、Oz为相互垂直的坐标轴,Oy轴为竖直方向,整个空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B.现有一质量为m、电量为+q的小球从坐标原点O以速度v沿Ox轴正方向抛出(不计空气阻力,重力加速度为g).求:
(1)若在整个空间加一匀强电场E1,使小球在xOz平面内做匀速圆周运动,求场强E1和小球运动的轨道半径;
(2)若在整个空间加一匀强电场E2,使小球沿Ox轴做匀速直线运动,求E2的大小;
(3)若在整个空间加一沿y轴正方向的匀强电场,电场强度为manfen5.com 满分网,求该小球从坐标原点O抛出后,经过y轴时的坐标y和动能Ek

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(1)若在整个空间加一匀强电场E1,使小球在xOz平面内做匀速圆周运动,重力与电场力平衡,由平衡条件求出场强.由牛顿第二定律求出半径. (2)若在整个空间加一匀强电场E2,使小球沿Ox轴做匀速直线运动,重力、电场力和洛伦兹力的合力为零,根据平衡条件求出场强. (3)若在整个空间加一沿y轴正方向的匀强电场,小球在复合场中做螺旋运动,运用分解法研究坐标y和动能Ek. 【解析】 (1)由于小球在磁场中做匀速圆周运动,设轨道半径为r,则   qE1=mg解得  ,方向沿y轴正向 又,解得   (2)小球做匀速直线运动,受力平衡,则   解得   (3)小球在复合场中做螺旋运动,可以分解成水平面内的匀速圆周运动和沿y轴方向的匀加速直线运动. 做匀加速运动的加速度    从原点O到经过y轴时经历的时间    t=nT   解得  (n=1、2、3…) 由动能定理得   解得  (n=1、2、3…) 答: (1)若在整个空间加一匀强电场E1,使小球在xOz平面内做匀速圆周运动,场强 ,方向沿y轴正向.小球运动的轨道半径. (2)若在整个空间加一匀强电场E2,使小球沿Ox轴做匀速直线运动,E2的大小得 ; (3)该小球从坐标原点O抛出后,经过y轴时的坐标(n=1、2、3…),动能为(n=1、2、3…).
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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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