如图所示,在某空间同时存在着互相正交的匀强电场和匀强磁场,电场的方向竖直向下。一带电体a带负电荷,电量为q1,恰能静止于此空间的c点,另一带电体b也带负电荷,电

如图所示,在某空间同时存在着互相正交的匀强电场和匀强磁场,电场的方向竖直向下。一带电体a带负电荷,电量为q1,恰能静止于此空间的c点,另一带电体b也带负电荷,电

题型:不详难度:来源:
如图所示,在某空间同时存在着互相正交的匀强电场和匀强磁场,电场的方向竖直向下。一带电体a带负电荷,电量为q1,恰能静止于此空间的c点,另一带电体b也带负电荷,电量为q2,正在过a点的竖直平面内作半径为R的匀速圆周运动,结果a、b在c处碰撞并粘合在一起,试分析a、b粘合一起后的运动性质。

答案
带电体做半径为r的匀速圆周运动:

解析
设a、b的质量分别为,b的速度为。因为带电体处于静止状态,故有:…①
带电体b在竖直平面内作匀速圆周运动,则重力和电场力平衡,洛仑兹力做向心力
  …②,   …③
a和b碰撞时,带电体沿速度方向的合力为零,故动量守恒,由动量守恒定律可得:
 …④
a、b碰撞后合在一起,总电量为,总质量为,仍满足
   …⑤
洛仑兹力提供向心力,带电体做半径为r的匀速圆周运动:
。联立上述方程可得
举一反三
如图5所示,在水平正交的匀强电场和匀强磁场中,半径为R的光滑绝缘竖直圆环上,套有一个带正电的小球,已知小球所受电场力与重力相等,小球在环顶端A点由静止释放,当小球运动的圆弧为周长的几分之几时,所受磁场力最大?
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如图,在某个空间内有一个水平方向的匀强电场,电场强度,又有一个与电场垂直的水平方向匀强磁场,磁感强度B=10T。现有一个质量m=2×10-6kg、带电量q=2×10-6C的微粒,在这个电场和磁场叠加的空间作匀速直线运动。假如在这个微粒经过某条电场线时突然撤去磁场,那么,当它再次经过同一条电场线时,微粒在电场线方向上移过了多大距离。(g取10m/S2

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如图所示,在图中第I象限的区域里有平行于y轴的匀强电场,在第IV象限区域内有垂直于Oxy平面的匀强磁场B。
带电粒子A,质量为,电量,从y轴上A点以平行于x轴的速度射入电场中,已知,求:
(1)粒子A到达x轴的位置和速度大小与方向;
(2)在粒子A射入电场的同时,质量、电量与A相等的粒子B,从y轴上的某点B以平行于x轴的速度射入匀强磁场中,A、B两个粒子恰好在x轴上迎面正碰(不计重力,也不考虑两个粒子间的库仑力)试确定B点的位置和匀强磁场的磁感强度。
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如图所示,质量为m,电量为q的带正电
的微粒以初速度v0垂直射入相互垂直的匀强电场和
匀强磁场中,刚好沿直线射出该场区,若同一微粒
以初速度v0/2垂直射入该场区,则微粒沿图示的
曲线从P点以2v0速度离开场区,求微粒在场区中
的横向(垂直于v0方向)位移,(已知磁场的磁感应强度大小为B.)
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如图(甲)所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距L=0.20 m,电阻R=10 W,有一质量为1kg的导体棒平放在轨道上并与两轨道垂直,导体棒及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中。现从t=0开始,用一水平向右的外力F沿轨道方向拉动导体棒,使之做初速度为零的匀加速直线运动,F与时间t的关系如图(乙)所示,试求:
(1)导体棒运动的加速度a
(2)磁场的磁感应强度B
(3)导体棒运动到第20s时,电阻R的电功率。
(4)若改为恒定拉力作用,但仍要导体棒以该加速度做匀加速运动,在其它条件不变的
情况下,简要说明磁场的磁感应强度必须满足的条件。
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