问题 计算题

如图所示,在距地面一定高度的地方以初速度向右水平抛出一个质量为m,带负电,带电量为Q的小球,小球的落地点与抛出点之间有一段相应的水平距离(水平射程),求:

小题1:若在空间加上一竖直方向的匀强电场,使小球的水平射程增加为原来的2倍,求此电场的场强的大小和方向;

小题2:若除加上上述匀强电场外,再加上一个与方向垂直的水平匀强磁场,使小球抛出后恰好做匀速直线运动,求此匀强磁场的磁感应强度的大小和方向。

答案

小题1:

小题2:磁场方向垂直于纸面向外

(1)(7分)不加电场时小球在空间运动的时间为t,水平射程为s 则:

  

   

加电场后小球在空间的运动时为,小球运动的加速度为a

根据牛顿第二定律有:mg -QE ="ma    " (2分)

解得电场力的大小

(2)(4分)加上匀强电场后,小球做匀速直线运动,故小球所受重力,电场力和洛仑兹力三平衡,由于重力大于电场力,所以洛仑兹力方向竖直向上

 

有左手定则可判断出:磁场方向垂直于纸面向外。

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