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。
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.
在C点的速度为:
在BC段其受力如图所示,设重力和电场力合力为F.
F=qvCB (1分)
又 F=mg/cos37°=5N
解得:
在D处由牛顿第二定律可得:
(1分)
a=F/m
由
得: (1分)