Question

【題目】如圖所示，PR是一長(zhǎng)為L(zhǎng)=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(gè)空間有一個(gè)平行于PR的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，在板的右半部分有一個(gè)垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，磁場(chǎng)的寬度為0．32 m．一個(gè)質(zhì)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(yùn)動(dòng)，從D點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)．當(dāng)物體碰到擋板R后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場(chǎng)（不計(jì)撤掉電場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)的影響），物體返回時(shí)在磁場(chǎng)中仍做勻速運(yùn)動(dòng)，離開磁場(chǎng)后做減速運(yùn)動(dòng)，停在C點(diǎn)，PC=L/4．若物體與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0．20,取g=10 m/s2．

（1）判斷電場(chǎng)的方向及物體帶正電還是帶負(fù)電；

（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

（3）求物體與擋板碰撞過程中損失的機(jī)械能。

Answer 1

【答案】（1）物體帶負(fù)電，電場(chǎng)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(yùn)動(dòng)，證明電場(chǎng)力向右且大于摩擦力．進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，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(fù)電，由其受力方向向右判斷電場(chǎng)方向向左

（2）設(shè)物體被擋板彈回后做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度為v2，從離開磁場(chǎng)到停在C點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理有

即v2＝0．80 m/s

物體在磁場(chǎng)中向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡，有mg＝Bqv2

有B＝0．125 T

（3）設(shè)從D點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v1，由動(dòng)能定理有

物體從D點(diǎn)到R做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有qE＝μ（mg＋Bqv1）

有v1＝1．6 m/s

小物體撞擊擋板損失的機(jī)械能為

有ΔE＝4．8×10－4 J

考點(diǎn):動(dòng)能定理、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。