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  • 如圖所示,PR是一長為L=0.64m的絕緣平板,固定在水平地面上,擋板R固定在平板的右端.整個空間有一個平行于PR的勻強(qiáng)電場E,在板的右半部分有一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁場的寬度d=0

    如圖所示,PR是一長為L=0.64m的絕緣平板,固定在水平地面上,擋板R固定在平板的右端.整個空間有一個平行于PR的勻強(qiáng)電場E,在板的右半部分有一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁場的寬度d=0.32m.一個質(zhì)量m=0.50×10-3kg、帶電荷量為q=5.0×10-2C的小物體,從板的P端由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動,從D點(diǎn)進(jìn)入磁場后恰能做勻速直線運(yùn)動.當(dāng)物體碰到擋板R后被彈回,若在碰撞瞬間撤去電場(不計撤去電場對原磁場的影響),物體返回時在磁場中仍作勻速運(yùn)動,離開磁場后做減速運(yùn)動,停在C點(diǎn),PC=
    L
    4
    .若物體與平板間的動摩擦因數(shù)μ=0.20,g取10m/s2

    (1)判斷電場的方向及物體帶正電還是帶負(fù)電;
    (2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;
    (3)求物體與擋板碰撞過程中損失的機(jī)械能.
    物理人氣:162 ℃時間:2019-10-19 14:47:27
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)物體由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動,證明電場力向右且大于摩擦力,進(jìn)入磁場后做勻速直線運(yùn)動,說明它所受摩擦力增大,且所受洛倫茲力方向向下.由左手定則可判斷物體帶負(fù)電物體帶負(fù)電而所受電場力向右,說明電場方向向左.
    (2)設(shè)物體被擋板彈回后做勻速直線運(yùn)動的速度為v2,從離開磁場到停在C點(diǎn)的過程中,根據(jù)動能定理有:
    -μmg?
    L
    4
    =0-
    1
    2
    m
    v22

    得:v2=0.8m/s
    物體在磁場中向左做勻速直線運(yùn)動,其受力平衡,則有:
    mg=Bqv2
    解得:B=0.125T.
    (3)設(shè)從D點(diǎn)進(jìn)入磁場時的速度為v1,據(jù)動能定理有:
    qE?
    L
    2
    -μmg?
    L
    2
    =
    1
    2
    m
    v21

    物體從D到R做勻速直線運(yùn)動,其受力平衡有:
    qE=μ(mg十qv1B)
    解得:v1=l.6 m/s,
    故小物體撞擊擋板損失的機(jī)械能為:△E=
    1
    2
    m
    v21
    -
    1
    2
    m
    v22

    代入數(shù)據(jù)得:△E=4.8×10-4J
    答:(1)電場的方向向左,物體帶負(fù)電;
    (2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是0.125T;
    (3)物體與擋板碰撞過程中損失的機(jī)械能是4.8×10-4J.
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