问题
计算题
如图所示,坐标系xOy在竖直平面内,水平轨道AB和斜面BC均光滑且绝缘,AB和BC的长度均为L,斜面BC与水平地面间的夹角,有一质量为m、电量为+q的带电小球(可看成质点)被放在A点。已知在第一象限分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上,场强大小,磁场为水平方向(图中垂直纸面向外),磁感应强度大小为B;在第二象限分布着沿x轴正向的水平匀强电场,场强大小。现将放在A点的带电小球由静止释放,求:
(1)小球运动到B点时的速度;
(2)小球需经多少时间才能落到地面(小球所带的电量不变)?
答案
解:(1)设带电小球运动到B点时速度为vB,则由功能关系: ①
解得:
(2)设带电小球从A点运动到B点用时为t1,则
由动量定理: ②
当带电小球进入第二象限后所受电场力为 ③
所以带电小球做匀速圆周运动: ④
则带电小球做匀速圆周运动的半径 ⑤
其圆周运动的圆心为如图所示的O'点
假设小球直接落在水平面上的C'点,则
重合,小球正好打在C点
,所以带电小球从B点运动到C点运动时间 ⑥
所以小球从A点出发到落地的过程中所用时间 ⑦