如图所示，在竖直平面内建立xOy直角坐标系，Oy表示竖直向上的方向。已知该平面内存在沿x轴负方向的区域足够大的匀强电场，现有一个带电量为2.5×10-4C，质量

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如图所示，在竖直平面内建立xOy直角坐标系，Oy表示竖直向上的方向。已知该平面内存在沿x轴负方向的区域足够大的匀强电场，现有一个带电量为2.5×10^-4C，质量为0.5kg 的小球从坐标原点O沿y轴正方向以一定的初速度竖直向上抛出，它到达的最高点位置为图中的Q点，不计空气阻力，g取10 m/s²。试分析求解：

(1) 小球带何种电荷；
(2) 该匀强电场的电场强度大小；
(3) 小球从O点抛出到落回x轴的过程中电势能的改变量；
(4) 小球落回x轴时的动能。

答案

（1）负电（2）10⁴V/m（3）电势能减少了16J（4）32J

解析

试题分析：（1）小球带负电。
（2）小球在y轴方向上做竖直上抛运动，设小球到达最高点所用的时间为t₁，上升的高度为h，电场强度为E

在x轴方向上，小球做匀加速运动，水平方向上的位移

小球的加速度a

联立以上各式，根据图像的数据可得，电场强度E=10⁴V/m
（3）小球在运动的过程中总时间t₂=2t₁
小球在x轴运动的位移

电场力做的功

联立以上各式可得 W=16J
在整个过程中小球的电势能减少了16J
（4）小球抛出时的速度v₀

v₀=8m/s
小球落回抛出点时沿x轴方向的速度v^‘

v^‘=8m/s
小球落回x轴的动能

=32J

举一反三

（20分）相距L="1.5" m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m₁=1kg的金属棒

和质量
为m₂="0.27kg" 的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图(a)所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方问竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同。

棒光滑，cd棒与导轨间的动摩擦因数为

，两棒总电阻为1.8Ω，导轨电阻不计。ab棒在方向竖直向上，大小按图(b)所示规律变化的外力F作用下，从静止开始，沿导轨匀加速运动，同时cd捧也由静止释放。(

取10m／s²)

（1）求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度的大小；
（2）已知在2s内外力F做功40J，求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热；
（3）判断cd棒将做怎样的运动，求出cd棒达到最大速度所需的时间

，并在图(c)中定性画出cd棒所受摩擦力

随时间变化的图像。

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（12分）如图所示，匀强电场场强E=4V/m，方向水平向左，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向垂直纸面向里。质量m=1kg的带正电小物体A，从M点沿粗糙、绝缘的竖直墙壁无初速下滑，它滑行h=0.8m到N点时脱离墙壁做曲线运动，在通过P点瞬时，A受力平衡，此时其速度与水平方向成θ=45°角，且P点与M点的高度差为H=1.6m，当地重力加速度g取10m/s²。求：

（1）A沿墙壁下滑时，克服摩擦力做的功W_f；
（2）P点与M点的水平距离s。

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光滑绝缘水平面上有一个带点质点正在以速度

向右运动。如果加一个竖直向下的匀强磁场，经过一段时间后，该质点的速度第一次变为与初始时刻的速度大小相等、方向相反；如果不加匀强磁场而改为加一个沿水平方向的匀强电场，经过相同的一段时间后，该质点的速度也第一次变为与初始时刻的速度大小相等、方向相反，则所加的匀强磁场的磁感应强度

和所加的匀强电场的电场强度

的比值

为

A．

B．

C．

D．

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（18分）如图所示，坐标系xOy在竖直平面内，x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上。y<0的区域有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B；在第一象限的空间内有与x轴平行的匀强电场（图中未画出）；第四象限有与x轴同方向的匀强电场；第三象限也存在着匀强电场（图中未画出）。一个质量为m、电荷量为q的带电微粒从第一象限的P点由静止释放，恰好能在坐标平面内沿与x轴成θ=30°角的直线斜向下运动，经过x轴上的a点进入y<0的区域后开始做匀速直线运动，经过y轴上的b点进入x<0的区域后做匀速圆周运动，最后通过x轴上的c点，且Oa=Oc。已知重力加速度为g，空气阻力可忽略不计。求：

（1）微粒的电性及第一象限电场的电场强度E₁；
（2）带电微粒由P点运动到c点的过程中，其电势能的变化量大小；
（3）带电微粒从a点运动到c点所经历的时间。

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(18分) 在直角坐标系第一象限与第三象限分布有如图所示的匀强磁场和匀强电场，电场强度为E、磁感应强度为

；现在第三象限中从P点以初速度

沿x轴方向发射质量为

，带

的离子，离子经电场后恰从坐标原点O射入磁场。

（1）已知P点的纵坐标为

，试求P点的横坐标x；
（2）若离子经O点射入磁场时的速度为2

，试求离子在磁场中运动的时间及磁场出射点距O点的距离d。

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