问题 计算题

如图Ox、Oy、Oz为相互垂直的坐标轴,Oy轴为竖直方向,整个空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。现有一质量为、电量为q的小球从坐标原点O以速度v0沿Ox轴正方向抛出(不计空气阻力,重力加速度为g)。求:

(1)若在整个空间加一匀强电场E1,使小球在xOz平面内做匀速圆周运动,求场强E1和小球运动的轨道半径;

(2)若在整个空间加一匀强电场E2,使小球沿Ox轴做匀速直线运动,求E2的大小;

(3)若在整个空间加一沿y轴正方向的匀强电场,求该小球从坐标原点O抛出后,经过y轴时的坐标y和动能Ek

答案

解:(1)由于小球在磁场中做匀速圆周运动,设轨道半径为r,则

解得,方向沿y轴正向

,解得

(2)小球做匀速直线运动,受力平衡,则

解得

(3)小球在复合场中做螺旋运动,可以分解成水平面内的匀速圆周运动和沿y轴方向的匀加速运动

做匀加速运动的加速度

从原点O到经过y轴时经历的时间

解得

由动能定理得

解得

单项选择题
单项选择题