Question

    如圖 所示，PR是一長(zhǎng)為 0 .64 m的絕緣平板，固定在水平地面上，擋板固定在平板的右端。整個(gè)空間有一個(gè)平行于的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，在板的右半部分有一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的寬度d = 0.32 m。一個(gè)質(zhì)量m = 0.50×10kg、帶電荷量為q = 5.0×10C的小物體，從板的P端由靜止開(kāi)始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，從D點(diǎn)進(jìn)人磁場(chǎng)后恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)物體碰到擋板R后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場(chǎng)(不計(jì)撤去電場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)的影響)，物體返回時(shí)在磁場(chǎng)中仍做勻速運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)磁場(chǎng)后做減速運(yùn)動(dòng)，停在C點(diǎn)，PC=／4。若物體與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.20，g取10 m／s²。
    (1)判斷電場(chǎng)的方向及物體帶正電還是帶負(fù)電；
    (2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；
(3)求物體與擋板碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能。

 

Answer 1

解：(1)物體由靜止開(kāi)始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，證明電場(chǎng)力向右且大于摩擦力。進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明它受的摩擦力增大，證明它受的洛侖茲力方向向下。由左手定則判斷，物體帶負(fù)電。 物體帶負(fù)電而所受電場(chǎng)力向右，證明電場(chǎng)方向向左。 (2)設(shè)物體被擋板彈回后做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度為，從離開(kāi)磁場(chǎng)到停在C點(diǎn)的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理有 解得0 .80 m／s 物體在磁場(chǎng)中向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡 解得B = 0.125 T=0.13 T (3)設(shè)從 D點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為，根據(jù)動(dòng)能定理有： 物體從D到R做勻速直線運(yùn)動(dòng)受力平衡： 解得m/s 小物體撞擊擋板損失的機(jī)械能為： 解得△E = 4.8×10J