如圖所示,是位于足夠大的絕緣光滑水平桌面內的平面直角坐標系,虛線MN是∠的角平分線.在MN的左側區(qū)域,存在著沿軸負方向、場強為E的勻強電場;在MN的右側區(qū)域,存在著方向豎直向下、磁感應強度為B的勻強磁場,現(xiàn)有一帶負電的小球從y軸上的P(0,L)點,在電場力作用下由靜止開始運動,小球到達虛線MN上的Q點時與另一個不帶電的靜止小球發(fā)生碰撞,碰后兩小球粘合在一起進入磁場,它們穿出磁場的位置恰好在O點.若、兩小球的質量相等且均可視為質點,、碰撞過程中無電荷量損失,不計重力作用.求:
(1)小球的比荷(即電荷量與質量之比);
(2)過O點后,粘在一起的兩個小球再次到達虛線MN上的位置坐標(結果用E、B、L表示).
(1)設的質量為、電荷量為,與碰撞前后的速度大小分別為、,碰后兩球在磁場中運動的軌道半徑為R.在電場中做勻加速直線運動,由動能定理得:(2分)
與碰撞中動量守恒,有:(2分)解得(2分)
由題意知,Q點的位置坐標一定是(L,L),且碰后兩球在磁場中做勻速圓周運動的圓心O1一定在軸上,如圖,所以R=L(2分)由洛倫茲力提供向心力有:(2分)故有(2分)
(2)過O點后,兩球以沿軸正方向的初速度在電場中做類平拋運動,設它們再次到達虛線MN上的位置坐標為,在電場中運動的時間為由運動學公式的:(2分)(2分)且(2分)解得:,所以兩球再次到達虛線MN上的位置坐標是
【解析】略
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科目:高中物理 來源:2011屆湖北省黃岡中學高三最后一次適應性考試(理綜)物理部分 題型:計算題
如圖所示,是位于足夠大的絕緣光滑水平桌面內的平面直角坐標系,虛線MN是∠的角平分線.在MN的左側區(qū)域,存在著沿軸負方向、場強為E的勻強電場;在MN的右側區(qū)域,存在著方向豎直向下、磁感應強度為B的勻強磁場,現(xiàn)有一帶負電的小球從y軸上的P(0,L)點,在電場力作用下由靜止開始運動,小球到達虛線MN上的Q點時與另一個不帶電的靜止小球發(fā)生碰撞,碰后兩小球粘合在一起進入磁場,它們穿出磁場的位置恰好在O點.若、兩小球的質量相等且均可視為質點,、碰撞過程中無電荷量損失,不計重力作用.求:
(1)小球的比荷(即電荷量與質量之比);
(2)過O點后,粘在一起的兩個小球再次到達虛線MN上的位置坐標(結果用E、B、L表示).
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖所示,是位于足夠大的絕緣光滑水平桌面內的平面直角坐標系,虛線MN是∠的角平分線.在MN的左側區(qū)域,存在著沿軸負方向、場強為E的勻強電場;在MN的右側區(qū)域,存在著方向豎直向下、磁感應強度為B的勻強磁場,現(xiàn)有一帶負電的小球從y軸上的P(0,L)點,在電場力作用下由靜止開始運動,小球到達虛線MN上的Q點時與另一個不帶電的靜止小球發(fā)生碰撞,碰后兩小球粘合在一起進入磁場,它們穿出磁場的位置恰好在O點.若、兩小球的質量相等且均可視為質點,、碰撞過程中無電荷量損失,不計重力作用.求:
(1)小球的比荷(即電荷量與質量之比);
(2)過O點后,粘在一起的兩個小球再次到達虛線MN上的位置坐標(結果用E、B、L表示).
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