Question

（2013?泰安三模）如圖所示，PR是固定在水平地面上的長L=0.64m的絕緣平板．擋板R固定在平板的右端．整個空間有一個平行于PR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=0.32m．一個質(zhì)量m=5.0×10^-4kg、帶電荷量q=5.0×10^-2C的可視為質(zhì)點的物體，在電場力的作用下從板的P端由靜止開始向右做勻加速運動，經(jīng)D點進入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=

L

4

．若物體與平板間的動摩擦因數(shù)μ=0.20，g取10m/s²．
（1）判斷電場強度的方向及物體是帶正電還是帶負電．（無需說明理由）
（2）求磁感應強度B的大�。�
（3）求物體與擋板碰撞過程中損失的機械能．

Answer 1

分析：物體返回后在磁場中無電場，仍做勻速運動，洛倫茲力與重力平衡．可以判斷物體的帶電性質(zhì)，進而判斷電場的方向，離開磁場后做 勻減速運動停在C點，由動能定理和平衡條件結合可求解v₂和B．物體從P到C的過程做勻減速運動，由動能定理列式得到場強與速度速度v₁，由動能定理即可求出機械能的損失．

解答：解：（1）物體帶負電，電場強度方向向左；
（2）設物體被擋板彈回后的速度為v₂，離開磁場后，
由動能定理得：-μmg

L

4

=0-

1

2

mv₂²
解得：v₂=0.8m/s
物體返回后在磁場中無電場，仍做勻速運動，洛倫茲力與重力平衡，
則有   mg=qBv₂
解得：B=0.125 T；
（3）由于電荷由P運動到C做勻加速運動，可知電場方向水平向右，且有
（Eq-μmg）

L

2

=

1

2

mv12
進入電磁場后做勻速運動，則有  qE=μ（qBv₁+mg）
聯(lián)立以上兩式解得：v₁=1.6m/s，
物體撞擊擋板損失的機械能為：△E=

1

2

mv12-

1

2

mv22
解得：△E=4.8×10^-4J；
答：（1）電場強度的方向及物體帶負電；
（2）磁感應強度B的大小為0.125T；
（3）物體與擋板碰撞過程中損失的機械能為4.8×10^-4J．

點評：本題是物體在復合場中運動的問題，分析受力情況，來確定運動情況是關鍵．