问题
问答题
如图4所示,PR是一块长L的绝缘平板,整个空间有一平行于PR的匀强电场E,在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B。一个质量为m、带电量为q的物体,从板的P端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动,进入磁场后恰能做匀速运动。当物体碰到板R端挡板后被弹回,若在碰撞瞬间撤去电场,物体返回时在磁场中仍做匀速运动,离开磁场后做匀减速运动停在C点,PC=,物体与平板间的动摩擦因数为μ。求:
⑴ 物体与挡板碰撞前后的速度V1和V2;
⑵ 磁感强度B的大小;
⑶ 电场强度E的大小和方向。
答案
⑴
⑵
⑶
物体碰挡板后在磁场中做匀速运动,可判断物体带的是正电荷,电场方向向右。
⑴ 物体进入磁场前,在水平方向上受到电场力和摩擦力的作用,由静止匀加速至V1。
…………………①
物体进入磁场后,做匀速直线运动,电场力与摩擦力相等
…………………②
在碰撞的瞬间,电场撤去,此后物体仍做匀速直线运动,速度为V2,不再受摩擦力,在竖直方向上磁场力与重力平衡。
…………………③
离开磁场后,物体在摩擦力的作用下做匀减速直线运动
…………………④
由④式可得:
代入③式可得:…………………⑤
解以上各方程可得:
⑵ 由③式得:
⑶ 由②式可得: