问题
问答题
如图所示,AB为一水平放置的绝缘平板,虚线L右边存在着垂直纸面向里的匀强磁场B.从t=0时刻起再在虚线L右边加一水平向左的电场,电场强度E随时间t的变化规律是
E=Kt.平板上有一质量为m、带电量为q的物体.物体与平板的动摩擦因素为μ.某时刻以速度u从虚线左边进入磁场,进入磁场后正好作匀加速运动.(不考虑电场变化对磁场的影响)
(1)物体带何种电荷?
(2)物体运动的加速度a是多大?
(3)物体刚进入磁场时电场强度是多大?
答案
(1)由于粒子做匀加速直线运动,虽然电场力增大,但由于速度的增加,使摩擦力增大,则电场力与摩擦力的合力却不变,故物体带负电荷;
(2)刚进入磁场瞬间,由牛顿第二定律得:
F合=qkt-μ(mg+Bqv)=ma ①
进入磁场△t瞬间,由牛顿第二定律得:
F′合=qk(t+△t)-μmg-μ Bq(v+a△t)=ma ②
解①②得:a=
③k μB
(3)③式代入①式得:t=
+m μqB
+μmg qk
④μBv k
E=kt=
+km μqB
+μBv ⑤μmg q
答:(1)物体带负电荷;
(2)物体运动的加速度a是
;k μB
(3)物体刚进入磁场时电场强度是
+km μqB
+μBv.μmg q