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> 有一个带正电的小球,质量为m,电荷量为q,静止在固定的绝缘支架上.现设法给小球一个瞬时的初速度v0使小球水平飞出,飞出时小球的电荷量没有改变.同一竖直面内,有一个固定放-高三物理
有一个带正电的小球,质量为m,电荷量为q,静止在固定的绝缘支架上.现设法给小球一个瞬时的初速度v0使小球水平飞出,飞出时小球的电荷量没有改变.同一竖直面内,有一个固定放-高三物理
题目简介
有一个带正电的小球,质量为m,电荷量为q,静止在固定的绝缘支架上.现设法给小球一个瞬时的初速度v0使小球水平飞出,飞出时小球的电荷量没有改变.同一竖直面内,有一个固定放-高三物理
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有一个带正电的小球,质量为m,电荷量为q,静止在固定的绝缘支架上.现设法给小球一个瞬时的初速度v
0
使小球水平飞出,飞出时小球的电荷量没有改变.同一竖直面内,有一个固定放置的圆环(圆环平面保持水平),环的直径略大于小球直径,如图甲所示.空间所有区域分布着竖直方向的匀强电场,垂直纸面的匀强磁场分布在竖直方向的带状区域中,小球从固定的绝缘支架水平飞出后先做匀速直线运动,后做匀速圆周运动,竖直进入圆环.已知固定的绝缘支架与固定放置的圆环之间的水平距离为2s,支架放小球处与圆环之间的竖直距离为s,v
0
>
,小球所受重力不能忽略.求:
(1)空间所有区域分布的匀强电场的电场强度E的大小和方向;
(2)垂直纸面的匀强磁场区域的最小宽度S,磁场磁感应强度B的大小和方向;
(3)小球从固定的绝缘支架水平飞出到运动到圆环的时间t.
题型:实验题
难度:中档
来源:不详
答案
(1)大小为
,方向竖直向上;(2)大小为
,方向垂直纸面向外;(3)
(1+
)
试题分析:(1)小球水平飞出,由平衡条件得mg=qE,
解得电场强度E=
. 方向竖直向上.
(2)如图乙所示,由题意可知,垂直纸面的匀强磁场区域最小宽度为s.要使小球准确进入圆环,所加磁场的方向为垂直纸面向外.由于重力与电场力平衡,故带电小球进入磁场后在洛伦兹力作用下做圆周运动,轨迹半径R=s,
qv0B=
,解得磁感应强度B=
.
(3)小球从开始运动到进入磁场的时间t1=
,在磁场中的运动周期T=
,在磁场中的运动时间t2=T/4=
,小球到达圆环总时间t=t1+t2=
(1+
).
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(16分)如图所示,平行板电容器上板
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