精英家教網(wǎng)如圖所示,在相互垂直的勻強磁場和勻強電場中,有一傾角為θ的足夠長的光滑絕緣斜面.磁感應(yīng)強度為B,方向水平向外;電場強度為E,方向豎直向上.有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小滑塊靜止在斜面頂端時對斜面的正壓力恰好為零.如果迅速把電場方向轉(zhuǎn)為豎直向下,求小滑塊能在斜面上連續(xù)滑行的最遠(yuǎn)距離L和所用時間t.
分析:(1)當(dāng)電場豎直向上時,小球?qū)π泵鏌o壓力,可知電場力和重力大小相等;當(dāng)電場豎直向下時,小球受到向下的力為2mg;當(dāng)小球恰好離開斜面時,在垂直于斜面的方向上合力為零,由此可求出此時的速度;在此過程中,電勢能和重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,由動能定理即可求出小球下滑的距離.
(2)經(jīng)受力分析可知,小球在沿斜面方向上合力不變,故沿斜面做勻加速直線運動,由運動學(xué)公式可求出運動時間.
解答:解:(1)由靜止可知:qE=mg
當(dāng)小球恰好離開斜面時,對小球受力分析,受豎直向下的重力、電場力和垂直于斜面向上的洛倫茲力,此時在垂直于斜面方向上合外力為零.
則有:(qE+mg)cosθ=qvB
由動能定理得:(qE+mg)sinθ?x=
1
2
mv2
解得:x=
m2gcos2θ
q2B2sinθ

(2)對小球受力分析,在沿斜面方向上合力為(qE+mg)sinθ,且恒定,故沿斜面方向上做勻加速直線運動.由牛頓第二定律得:
(qE+mg)sinθ=ma
得:a=2gsinθ
由x=
1
2
at2
得:t=
mcosθ
qBsinθ

答:(1)小球能在斜面上滑行距離為
m2gcos2θ
q2B2sinθ

(2)小球在斜面上滑行時間是
mcosθ
qBsinθ
點評:該題考察了帶電物體在復(fù)合場中的運動情況,解決此類問題要求我們要對帶電物體進行正確的受力分析,要注意找出當(dāng)小球離開斜面時的受力情況是解決該題的關(guān)鍵.
在運動學(xué)中,只牽扯到位移和速度問題的往往用能量解決;如果牽扯到時間,往往應(yīng)用牛頓運動定律或動量定理來解決.
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在相互垂直的勻強電場和勻強磁場中,電荷量為q的液滴在豎直平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動,已知電場強度為E,磁感應(yīng)強度為B,則液滴沿
逆時針
逆時針
(填順時針或逆時針)方向做勻速圓周運動,液滴的質(zhì)量
qE
g
qE
g
,勻速圓周運動的速度大小為
RBg
E
RBg
E
(重力加速度為g).

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在相互垂直的勻強磁場和勻強電場中,有一傾角為θ的足夠長的光滑絕緣斜面,磁感應(yīng)強度為B,方向水平向外,電場強度為E,方向豎直向上.有一質(zhì)量為m、帶電量為+q的小滑塊靜止在斜面頂端,對斜面的正壓力恰好為零.
(1)如果迅速把電場方向轉(zhuǎn)為豎直向下,求小滑塊能在斜面上連續(xù)滑行的最遠(yuǎn)距離L及所用時間t.
(2)如果在距A端 L/4遠(yuǎn)處的C點放一個相同質(zhì)量但不帶電的小物體,當(dāng)滑塊從A點由靜止下滑到C點時兩物體相碰并粘合在一起,則此粘合體在斜面上還能滑行多少時間和距離?

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在相互垂直的勻強電場和勻強磁場中,電荷量為+q的液滴在豎直面內(nèi)做以速率為v、半徑為R的勻速圓周運動,已知電場強度為E,磁感應(yīng)強度為B,則油滴的質(zhì)量(  )
A、
qvB
g
B、
B2qR
E
C、
qE
g
D、B 
qR
g

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科目:高中物理 來源:2014屆湖南省高二上期期末考試物理試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,在相互垂直的勻強電場和勻強磁場中,電荷量為+q的液滴在豎直面內(nèi)做以速率為v、半徑為R的勻速圓周運動,已知電場強度為E,磁感應(yīng)強度為B,則油滴的質(zhì)量   (     )

A .                B.

C .                 D.B

 

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