如圖所示，是位于足夠大的絕緣光滑水平桌面內(nèi)的平面直角坐標(biāo)系，虛線MN是∠的角平分線．在MN的左側(cè)區(qū)域，存在著沿軸負(fù)方向、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)；在MN的右側(cè)區(qū)域，存在著方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，現(xiàn)有一帶負(fù)電的小球從y軸上的P(0，L)點(diǎn)，在電場(chǎng)力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，小球到達(dá)虛線MN上的Q點(diǎn)時(shí)與另一個(gè)不帶電的靜止小球發(fā)生碰撞，碰后兩小球粘合在一起進(jìn)入磁場(chǎng)，它們穿出磁場(chǎng)的位置恰好在O點(diǎn)．若、兩小球的質(zhì)量相等且均可視為質(zhì)點(diǎn)，、碰撞過(guò)程中無(wú)電荷量損失，不計(jì)重力作用．求：

（1）小球的比荷（即電荷量與質(zhì)量之比）；

（2）過(guò)O點(diǎn)后，粘在一起的兩個(gè)小球再次到達(dá)虛線MN上的位置坐標(biāo)（結(jié)果用E、B、L表示）．

 

【答案】

（1）設(shè)的質(zhì)量為、電荷量為，與碰撞前后的速度大小分別為、，碰后兩球在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R．在電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理得：（2分）

與碰撞中動(dòng)量守恒，有：（2分）解得（2分）

    由題意知，Q點(diǎn)的位置坐標(biāo)一定是（L，L），且碰后兩球在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心O1一定在軸上，如圖，所以R=L（2分）由洛倫茲力提供向心力有：（2分）故有（2分）

（2）過(guò)O點(diǎn)后，兩球以沿軸正方向的初速度在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)它們?cè)俅蔚竭_(dá)虛線MN上的位置坐標(biāo)為，在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的：（2分）（2分）且（2分）解得：，所以兩球再次到達(dá)虛線MN上的位置坐標(biāo)是

【解析】略

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，兩條足夠長(zhǎng)的互相平行的光滑金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi)，距離為L(zhǎng)=0.5m．在導(dǎo)軌的一端分別接有阻值均為0.6Ω的電阻R1、R2，在x≥0處有一與水平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T．一質(zhì)量m=0.2kg的金屬桿垂直放置在導(dǎo)軌上，金屬直桿的電阻是r=0.2Ω，其他電阻忽略不計(jì)，金屬直桿以一定的初速度v0=4m/s進(jìn)入磁場(chǎng)，同時(shí)受到沿x軸正方向的恒力F=3.5N的作用，在x=2m處速度達(dá)到穩(wěn)定．求：
（1）金屬直桿達(dá)到的穩(wěn)定速度v1是多大？
（2）若拉力在金屬棒達(dá)到穩(wěn)定速度前某一時(shí)刻突然反向，大小不變，從拉力反向到棒的速度減為零時(shí)止，通過(guò)R1的電量為0.1C，R1上產(chǎn)生的熱量為0.54J，則拉力反向時(shí)棒的速度v3多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，兩條足夠長(zhǎng)的互相平行的光滑金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi)，距離為L(zhǎng)=0.5m．在導(dǎo)軌的一端接有阻值為0.8Ω的電阻R，在x≥0處有一與水平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T．一質(zhì)量m=0.2kg的金屬桿垂直放置在導(dǎo)軌上，金屬直桿的電阻是r=0.2Ω，其他電阻忽略不計(jì)，金屬直桿以一定的初速度v0=4m/s進(jìn)入磁場(chǎng)，同時(shí)受到沿x軸正方向的恒力F=3.5N的作用，在x=6m處速度達(dá)到穩(wěn)定．求：
（1）金屬直桿達(dá)到的穩(wěn)定速度v1是多大？
（2）從金屬直桿進(jìn)入磁場(chǎng)到金屬直桿達(dá)到穩(wěn)定速度的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量是多大？通過(guò)R的電量是多大？

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科目：高中物理 來(lái)源：2011屆湖北省黃岡中學(xué)高三最后一次適應(yīng)性考試（理綜）物理部分 題型：計(jì)算題

如圖所示，是位于足夠大的絕緣光滑水平桌面內(nèi)的平面直角坐標(biāo)系，虛線MN是∠的角平分線．在MN的左側(cè)區(qū)域，存在著沿軸負(fù)方向、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)；在MN的右側(cè)區(qū)域，存在著方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，現(xiàn)有一帶負(fù)電的小球從y軸上的P(0，L)點(diǎn)，在電場(chǎng)力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，小球到達(dá)虛線MN上的Q點(diǎn)時(shí)與另一個(gè)不帶電的靜止小球發(fā)生碰撞，碰后兩小球粘合在一起進(jìn)入磁場(chǎng)，它們穿出磁場(chǎng)的位置恰好在O點(diǎn)．若、兩小球的質(zhì)量相等且均可視為質(zhì)點(diǎn)，、碰撞過(guò)程中無(wú)電荷量損失，不計(jì)重力作用．求：
（1）小球的比荷（即電荷量與質(zhì)量之比）；
（2）過(guò)O點(diǎn)后，粘在一起的兩個(gè)小球再次到達(dá)虛線MN上的位置坐標(biāo)（結(jié)果用E、B、L表示）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，是位于足夠大的絕緣光滑水平桌面內(nèi)的平面直角坐標(biāo)系，虛線MN是∠的角平分線．在MN的左側(cè)區(qū)域，存在著沿軸負(fù)方向、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)；在MN的右側(cè)區(qū)域，存在著方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，現(xiàn)有一帶負(fù)電的小球從y軸上的P(0，L)點(diǎn)，在電場(chǎng)力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，小球到達(dá)虛線MN上的Q點(diǎn)時(shí)與另一個(gè)不帶電的靜止小球發(fā)生碰撞，碰后兩小球粘合在一起進(jìn)入磁場(chǎng)，它們穿出磁場(chǎng)的位置恰好在O點(diǎn)．若、兩小球的質(zhì)量相等且均可視為質(zhì)點(diǎn)，、碰撞過(guò)程中無(wú)電荷量損失，不計(jì)重力作用．求：

（1）小球的比荷（即電荷量與質(zhì)量之比）；

（2）過(guò)O點(diǎn)后，粘在一起的兩個(gè)小球再次到達(dá)虛線MN上的位置坐標(biāo)（結(jié)果用E、B、L表示）．

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