Question

如圖所示，PR是一塊長為L="4" m的絕緣平板固定在水平地面上，整個空間有一個平行于PR的勻強電場E，在板的右半部分有一個垂直于紙面向外的勻強磁場B，一個質量為m=0．1 kg，帶電量為q=0．5 C的物體，從板的P端由靜止開始在電場力和摩擦力的作用下向右做勻加速運動，進入磁場后恰能做勻速運動。當物體碰到板R端的擋板后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場，物體返回時在磁場中仍做勻速運動，離開磁場后做勻減速運動停在C點，PC=L/4，物體與平板間的動摩擦因數為μ=0．4，取g=10m/s² ，求：

（1）判斷物體帶正電還是負電？
（2）物體與擋板碰撞前后的速度v₁和v₂
（3）磁感應強度B的大小
（4）電場強度E的大小和方向

Answer 1

（1）正電荷   （2） （3）B= T
（4）E=4N/C，電場強度方向水平向右

25、（19分）（1）由于物體返回后在磁場中無電場，且仍做勻速運動，故知摩擦力為0，所以物體帶正電荷．                                         2分
且：mg=qBv₂………………………………………………………①  3分
（2）離開磁場后，由動能定理，有：-μmg=0-mv²…………………②  3分
由①式得：v₂=2 m/s                                       3分 
（3）代入前式①求得：B= T                                    2分
（4）由于電荷由P運動到C點做勻加速運動，可知電場強度方向水平向右，且：（Eq-μmg）mv₁²-0……………………………………………③            2分
進入電磁場后做勻速運動，故有：Eq=μ（qBv₁+mg）…………④   2分
由以上③④兩式得：                 2分