普通用户106 幼苗
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P进入电、磁场后,受电场力、重力、洛伦兹力三力作用
电场力F=qE=0.3N
重力G=mg=0.3N
可见电场力与重力大小相等方向相反,两力平衡.
故相当于P在电、磁场中只受洛仑兹力作用,做匀速圆周运动;
(2)P在磁场中受洛伦兹力提供P作圆周运动的向心力
故有qvB=m
v2
R
得P做圆周运动的半径R=[mv/qB] ①
周期T=
2πR
v=
2πm
qB
代入数据得T=12s
由已知条件,有t=1.0s=
1
12T
故如下图所示:
P的轨迹圆心角θ=30°
由右图可知,轨迹半径R=[d/sinθ=
0.2m
sin30°=0.4m
结合①式得v=0.2m/s
(3)P和Q碰撞时,系统动量守恒,有
mv0=mv+mQvQ
代入数据可解得vQ=0.6m/s
碰撞后Q水平方向只受摩擦力作用,应用牛顿第二定律,有
μmg=ma
得a=0.8m/s2
因为Q在摩擦力作用下做匀减速直线运动,取速度为正方向,故加速度a=-0.8m/s2
则Q停下前运动时间t′=
0−vQ
a=
0−0.6
−0.8s=0.75s
由于t′<t,说明P离开电、磁场时,Q已经停下
故位移x=
0−vQ2
2a]=
0−0.62
2×(−0.8)m=0.225m
即Q停留在右方距初始位置0.225m处.
答:(1)通过受力分析判断碰后P球在电、磁场中做匀速圆周运动;
(2)P从电、磁场中出来时的速度v=0.2m/s;
(3)P从电、磁场中出来的时刻,Q停留在右方距初始位置0.225m处.
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力;带电粒子在混合场中的运动.
考点点评: 能根据粒子运动画出粒子运动的轨迹,并能根据轨迹求出粒子运动半径和已经量的关系,熟悉洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动半径、线速度、周期之间的关系.
1年前
你能帮帮他们吗