Question

如圖所示，PR是一塊長為L=4 m的絕緣平板固定在水平地面上，整個(gè)空間有一個(gè)平行于PR的勻強(qiáng)電場E，在板的右半部分有一個(gè)垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場B，一個(gè)質(zhì)量為m=0．1 kg，帶電量為q=0．5 C的物體，從板的P端由靜止開始在電場力和摩擦力的作用下向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場后恰能做勻速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)物體碰到板R端的擋板后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場，物體返回時(shí)在磁場中仍做勻速運(yùn)動(dòng)，離開磁場后做勻減速運(yùn)動(dòng)停在C點(diǎn)，PC=L/4，物體與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0．4，取g=10m/s² ，求：

判斷物體帶電性質(zhì)，正電荷還是負(fù)電荷？

物體與擋板碰撞前后的速度v₁和v₂

磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小

電場強(qiáng)度E的大小和方向

Answer 1

【小題1】正電荷

【小題2】v₂=2 m/s

【小題3】B= T

【小題4】方向水平向右  E=2.4

解析:

【小題1】由于物體返回后在磁場中無電場，且仍做勻速運(yùn)動(dòng)，故知摩擦力為0，所以物體帶正電荷．且：mg=qBv₂…………………………………………………………①

【小題2】離開電場后，按動(dòng)能定理，有：-μmg=0-mv²………………………………②

由①式得：v₂=2 m/s

【小題3】代入前式①求得：B= T

【小題4】由于電荷由P運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)做勻加速運(yùn)動(dòng)，可知電場強(qiáng)度方向水平向右，且：（Eq-μmg）mv₁²-0……………………………………………③

進(jìn)入電磁場后做勻速運(yùn)動(dòng)，故有：Eq=μ（qBv₁+mg）……………………………④

由以上③④兩式得：