Question

（22分）如圖所示，一個(gè)長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣板固定在水平面上．整個(gè)空間有一個(gè)水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)．板的右半部分有一個(gè)垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一質(zhì)量為m，帶電量為q的小物體（視為質(zhì)點(diǎn)），在電場(chǎng)力的作用下，從板的左端P處由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)。小物體與絕緣板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后小物體恰好做勻速運(yùn)動(dòng)．在小物體碰到絕緣板右端的擋板Q后被彈回．若在碰撞瞬間撤去電場(chǎng)，物體返回過(guò)程在磁場(chǎng)中仍能做勻速運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)磁場(chǎng)后則做勻減速運(yùn)動(dòng)，并停在C點(diǎn)，已知PC=L/4。

求：⑴ 小物體與擋板碰撞前后的速率v₁和v₂；
⑵ 磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
⑶ 電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向。

Answer 1

⑴  ⑵ ⑶   向右

試題分析：物體碰擋板后在磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)，可判斷物體帶的是正電荷，電場(chǎng)方向向右。
⑴ 物體進(jìn)入磁場(chǎng)前，在水平方向上受到電場(chǎng)力和摩擦力的作用，由靜止勻加速至V₁。
由動(dòng)能定理得：      ①
物體進(jìn)入磁場(chǎng)后，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與摩擦力相等
      ②
在碰撞的瞬間，電場(chǎng)撤去，此后物體仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為V₂，不再受摩擦力，在豎直方向上磁場(chǎng)力與重力平衡。
      ③
離開(kāi)磁場(chǎng)后，物體在摩擦力的作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)
由動(dòng)能定理：      ④
由④式可得：
解以上各方程可得：
⑵ 由③式得：
⑶ 由②式可得：
   電場(chǎng)方向向右。