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如图所示,水平地面上方竖直边界MN左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场B和沿竖直方向的匀强电场E2(未画出),磁感应强度B=1.0T,MN边界右侧离地面h=3m处有长为L=0.91m的光滑水平绝缘平台,平
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更新时间:2024-03-28 20:49:38
问题描述:

如图所示,水平地面上方竖直边界MN左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场B和沿竖直方向的匀强电场E2(未画出),磁感应强度B=1.0T,MN边界右侧离地面h=3m处有长为L=0.91m的光滑水平绝缘平台,平台的左边缘与MN重合,平台右边缘有一质量m=0.1kg、电量q=0.1C的带正电小球,以初速度v0=0.6m/s向左运动.此时平台上方存在E1=2

2N/C的匀强电场,电场方向与水平方向成θ角,指向左下方,小球在平台上运动的过程中,θ为45°至90°的某一确定值.若小球离开平台左侧后恰好做匀速圆周运动,小球可视为质点,g=10m/s2.求(计算结果保留3位有效数字):

(1)电场强度E2的大小和方向.

(2)小球离开平台左侧后在磁场中运动的最短时间.

(3)小球离开平台左侧后,小球落地点的范围.

焦扬回答:
  (1)小球在MN左侧做匀速圆周运动,重力与电场力合力为零,   即:qE2=mg,   代入数据解得:E2=10N/C,   电场力竖直向上,小球带正电,场强竖直向上;   (2)θ=90°时,小球在平台上做匀速直线运动,离开平台左侧时的速度最小为:vmin=v=0.6m/s,   当θ=45°时,小球离开平台左侧时的速度最大,由动能定理得:qE1Lcosθ=12
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