Question

如圖所示，一光滑絕緣圓管軌道位于豎直平面內(nèi)，半徑為0.2m。以圓管圓心O為原點，在環(huán)面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系xOy，在第四象限加一豎直向下的勻強電場，其他象限加垂直于環(huán)面向外的勻強磁場。一帶電量為+1.0C、質(zhì)量為0.1kg的小球（直徑略小于圓管直徑），從x坐標(biāo)軸上的b點由靜止釋放，小球剛好能順時針沿圓管軌道做圓周運動。（重力加速度g取10m/s²）

（1）求勻強電場的電場強度E；

（2）若第二次到達(dá)最高點a時，小球?qū)�軌道恰好無壓力，求磁感應(yīng)強度B ；

（3）求小球第三次到達(dá)最高點a時對圓管的壓力。

 

Answer 1

【答案】

(1)1N/C   (2)0.5T    (3) N

【解析】

試題分析：（1）小球第一次剛好過最高點，此時速度v₁=0

           2分

∴ =1N/C             2分

（2）小球第二次過最高點是速度為，由動能定理可知

             2分

又               2分

 以上兩式可解得   =0.5T          1分

（3）小球第三次過最高點時速度為，小球受圓管向下的壓力為F_N

          2分

          2分

解得   N           1分

根據(jù)牛頓第三定律可知  小球第三次到達(dá)最高點a時對圓管的壓力為N 方向豎直向上    1分

考點：本題考查動能定理和牛頓第二定律在帶電粒子在勻強電場和勻強磁場中的運動的應(yīng)用．