Question

    如图 所示，PR是一长为 0 .64 m的绝缘平板，固定在水平地面上，挡板固定在平板的右端。整个空间有一个平行于的匀强电场E，在板的右半部分有一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的宽度d = 0.32 m。一个质量m = 0.50×10kg、带电荷量为q = 5.0×10C的小物体，从板的P端由静止开始向右做匀加速运动，从D点进人磁场后恰能做匀速直线运动。当物体碰到挡板R后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场(不计撤去电场对原磁场的影响)，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做减速运动，停在C点，PC=／4。若物体与平板间的动摩擦因数=0.20，g取10 m／s²。
    (1)判断电场的方向及物体带正电还是带负电；
    (2)求磁感应强度B的大小；
(3)求物体与挡板碰撞过程中损失的机械能。

 

Answer 1

解：(1)物体由静止开始向右做匀加速运动，证明电场力向右且大于摩擦力。进入磁场后做匀速直线运动，说明它受的摩擦力增大，证明它受的洛仑兹力方向向下。由左手定则判断，物体带负电。 物体带负电而所受电场力向右，证明电场方向向左。 (2)设物体被挡板弹回后做匀速直线运动的速度为，从离开磁场到停在C点的过程中，根据动能定理有 解得0 .80 m／s 物体在磁场中向左做匀速直线运动，受力平衡 解得B = 0.125 T=0.13 T (3)设从 D点进入磁场时的速度为，根据动能定理有： 物体从D到R做匀速直线运动受力平衡： 解得m/s 小物体撞击挡板损失的机械能为： 解得△E = 4.8×10J