问题 问答题

如图所示,在足够大的空间范围内,同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁感应强度B=1.57T。小球1带正电,其电量与质量之比=4C/kg,所受重力与电场力的大小相等;小球2不带电,静止放置于固定和水平悬空支架上。小球1向右以v0=23.59m/s的水平速度与小球2正碰,碰后经0.75s再次相碰。设碰撞前后两小球带电情况不发生改变,且始终保持在同一竖直平面内。(取g=9.8m/s2)问:

(1)电场强度E的大小是多少?

(2)两小球的质量之比是多少?

 

答案

(1)E=2.5N/C

(2)m2:m1=11

(1)小球1所受的重力与电场力始终平衡  mg1=q1E       

                 E=2.5N/C           ②

(2)相碰后小球1做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得:

q1v1B        ③

半径为               R1            ④

周期为               T=1s    ⑤

∵两球运动时间           t=0.75s=T

∴小球1只能逆时针经周期时与小球2再次相碰       ⑥

第一次相碰后小球2作平抛运动 hR1        ⑦

              LR1v2t                   ⑧

两小球第一次碰撞前后动量守恒,以水平向右为正方向

m1v0m1v1+m2v2              ⑨

由⑦、⑧式得         v2=3.75m/s

由④式得           v1=17.66m/s

∴两小球质量之比: =11

解答题
单项选择题