问题 问答题

如图所示,半径R=0.8m的四分之一光滑圆弧轨道位于竖直平面内,与长CD=2.0m的绝缘水平面平滑连接。水平面右侧空间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场。电场强度E=40N/C,方向竖直向上,磁场的磁感应强度B=1.0T,方向垂直纸面向外。两个质量均为m=2.0×10-6kg的小球球不带电,球带q=1.0×10-6C的正电,并静止于水平面右边缘处。将球从圆弧轨道顶端由静止释放,运动到D点与球发生正碰,碰后两球粘合在一起以速度飞入复合场中,最后落在地面上的P点。己知小球在水平面上运动时所受的摩擦阻力,取g=10m/s2均可作为质点。求:   

(1) 与b碰前a的速度

(2) 水平面离地面的高度

(3) 从小球开始释放到落地前瞬间的整个运动过程中,系统损失的机械能

答案

(1)(2)(3)

设a球到D点时的速度为,从释放至D点,

根据动能定理     (5分)

解得:         (2分)

(2)(8分)两球进入复合场后,由计算可知两球在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,轨迹示意图如右图所示          (2分)

洛伦兹力提供向心力  (3分)

由图可知                  (2分)

解得           (1分)

(3)(5分)系统损失的机械能

   (3分)

解得                (2分)

选择题
单项选择题