(2008?鎮(zhèn)江模擬)一個質(zhì)量為m帶電量為+q的小球以水平初速度v0自離地面h高度處做平拋運(yùn)動.不計空氣阻力.重力加速度為g.試回答下列問題:
(1)小球自拋出到第一次落地至點(diǎn)P的過程中水平方向的位移s大小是多少?
(2)若在空間加一個豎直方向的勻強(qiáng)電場,發(fā)現(xiàn)小球水平拋出后做勻速直線運(yùn)動,則勻強(qiáng)電場強(qiáng)度E是多大?
(3)若在空間再加一個垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,發(fā)現(xiàn)小球落地點(diǎn)仍然是P.試問磁感應(yīng)強(qiáng)度B是多大?
分析:(1)粒子在重力場中做平拋運(yùn)動,由平拋運(yùn)動的規(guī)律可得出水平方向的位移;
(2)加電場后粒子做勻速直線運(yùn)動,由受力平衡關(guān)系可求得電場強(qiáng)度的大;
(3)由于電場力與重力平衡,故小球在磁場中做勻速圓周運(yùn)動,由幾何關(guān)系可求得半徑,再由牛頓第二定律可求得磁感應(yīng)強(qiáng)度B.
解答:解:(1)水平方向:s=v0t
豎直方向h=
1
2
gt2
聯(lián)立解得:s=v0
2h
g
;
(2)由平衡關(guān)系可知:mg=Eq
解得電場強(qiáng)度E=
mg
q
;
(3)由幾何關(guān)系可知:
R2=x2+(R-h)2
得:R=
1
2h
(
2h
v
2
0
g
+h2)

由牛頓第二定律可知:Bqv0=m
V
2
0
R

解得磁感應(yīng)強(qiáng)度:B=
mv0
qR
=
2mgv0
q(2
v
2
0
+gh)
點(diǎn)評:本題考查帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動,當(dāng)重力與電場力相互抵消時,帶電粒在磁場作用下將做勻速圓周運(yùn)動.
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