Question

    如圖 所示，PR是一長為 0 .64 m的絕緣平板，固定在水平地面上，擋板固定在平板的右端。整個空間有一個平行于的勻強電場E，在板的右半部分有一垂直于紙面向里的勻強磁場，磁場的寬度d = 0.32 m。一個質量m = 0.50×10kg、帶電荷量為q = 5.0×10C的小物體，從板的P端由靜止開始向右做勻加速運動，從D點進人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(不計撤去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=／4。若物體與平板間的動摩擦因數=0.20，g取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

解：(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，證明它受的洛侖茲力方向向下。由左手定則判斷，物體帶負電。 物體帶負電而所受電場力向右，證明電場方向向左。 (2)設物體被擋板彈回后做勻速直線運動的速度為，從離開磁場到停在C點的過程中，根據動能定理有 解得0 .80 m／s 物體在磁場中向左做勻速直線運動，受力平衡 解得B = 0.125 T=0.13 T (3)設從 D點進入磁場時的速度為，根據動能定理有： 物體從D到R做勻速直線運動受力平衡： 解得m/s 小物體撞擊擋板損失的機械能為： 解得△E = 4.8×10J