问题 计算题

如图,与水平面成37°倾斜轨道AB,其延长线在C点与半圆轨道CD(轨道半径R=1m)相切,全部轨道为绝缘材料制成且放在竖直面内。整个空间存在水平向左的匀强电场,MN的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场。一个质量为0.4kg的带电小球沿斜面AB下滑,至B点时速度为,沿着直线BC运动,小球在BC段对轨道无压力,运动到达C处进入半圆轨道,进入时无动能损失,小球刚好能到达D点,到达D点的同时撤去磁场。不计空气阻力,g=10m/s2,cos37°=0.8,求:

小题1:小球带何种电荷。

小题2:小球离开D点后若落在AC上,其交点距C点的距离多少.

小题3:小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功。

答案

小题1:正电荷

小题2:2.26m

小题3:27.6J

(1)正电荷                       (2分)

(2)依题意可知小球在BC间做匀速直线运动.

C点的速度为:                   

BC段其受力如图所示,设重力和电场力合力为F.

F=qvCB                                         (1分)

F=mg/cos37°5N                      

解得:                              

D处由牛顿第二定律可得:

                                 (1分)

a=F/m                                          

                           

得:                (1分)

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