Question

【題目】如圖所示，PR是固定在水平地面上的長(zhǎng)L=0．64m的絕緣平板．擋板R固定在平板的右端．整個(gè)空間有一個(gè)平行于PR的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，在板的右半部分有一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的寬度d=0．32m．一個(gè)質(zhì)量m=5．0×10﹣4kg、帶電荷量q=5．0×10﹣2C的可視為質(zhì)點(diǎn)的物體，在電場(chǎng)力的作用下從板的P端由靜止開(kāi)始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)D點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)．當(dāng)物體碰到擋板R后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場(chǎng)（不計(jì)撤去電場(chǎng)對(duì)磁場(chǎng)的影響），物體返回時(shí)在磁場(chǎng)中仍做勻速運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)磁場(chǎng)后做減速運(yùn)動(dòng)，停在C點(diǎn)，．若物體與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0．20，g取10m/s2．

（1）判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的方向及物體是帶正電還是帶負(fù)電．（無(wú)需說(shuō)明理由）

（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小．

（3）求物體與擋板碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能．

Answer 1

【答案】（1）物體帶負(fù)電，電場(chǎng)強(qiáng)度方向向左

（2）

（3）

【解析】

試題分析：（1）物體帶負(fù)電，電場(chǎng)強(qiáng)度方向向左；

（2）設(shè)物體被擋板彈回后的速度為，離開(kāi)磁場(chǎng)后，

由動(dòng)能定理得：，解得：

物體返回后在磁場(chǎng)中無(wú)電場(chǎng)，仍做勻速運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力與重力平衡，

則有

解得：；

（3）由于電荷由P運(yùn)動(dòng)到C做勻加速運(yùn)動(dòng)，可知電場(chǎng)力方向水平向右，且有：

進(jìn)入電磁場(chǎng)后做勻速運(yùn)動(dòng)，則有

聯(lián)立以上兩式解得：

物體撞擊擋板損失的機(jī)械能為：，解得：。