Question

【題目】如圖所示，PR是一長為L=0．64 m 的絕緣平板,固定在水平地面上，擋板R固定在平板的右端．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里的勻強磁場B，磁場的寬度為0．32 m．一個質量m=5×10-4 kg、帶電荷量q=5．0×10-2 C的小物體，從板的P端由靜止開始向右做勻加速運動，從D點進入磁場后恰能做勻速直線運動．當物體碰到擋板R后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場（不計撤掉電場對原磁場的影響），物體返回時在磁場中仍做勻速運動，離開磁場后做減速運動，停在C點，PC=L/4．若物體與平板間的動摩擦因數μ=0．20,取g=10 m/s2．

（1）判斷電場的方向及物體帶正電還是帶負電；

（2）求磁感應強度B的大小；

（3）求物體與擋板碰撞過程中損失的機械能。

Answer 1

【答案】（1）物體帶負電，電場方向向左 （2）0．125 T （3）4．8×10－4 J

【解析】

試題分析：（1）物體由靜止開始向右做勻加速運動，證明電場力向右且大于摩擦力．進入磁場后做勻速直線運動，說明它受的摩擦力增大，即證明它受的洛倫茲力方向向下，由左手定則判斷物體帶負電，由其受力方向向右判斷電場方向向左

（2）設物體被擋板彈回后做勻速直線運動的速度為v2，從離開磁場到停在C點的過程中，由動能定理有

即v2＝0．80 m/s

物體在磁場中向左做勻速直線運動，受力平衡，有mg＝Bqv2

有B＝0．125 T

（3）設從D點進入磁場時的速度為v1，由動能定理有

物體從D點到R做勻速直線運動，有qE＝μ（mg＋Bqv1）

有v1＝1．6 m/s

小物體撞擊擋板損失的機械能為

有ΔE＝4．8×10－4 J

考點:動能定理、帶電粒子在勻強磁場中的運動。