如图所示,竖直平面内倾斜轨道AB和半圆轨道(半径R=1m)CD均由绝缘材料制成,倾斜轨道与水平面成37°且延长线在C点与半圆轨道相切。整个竖直平面内存在水平向左的匀强电场E,边界MBN,PCQ区域之间存在垂直于纸面向里的匀强磁场B 0 =2T。一质量m=0.8 kg,电荷量q=0.5C的带电小球,自A点以某一初速度沿倾斜轨道AB下滑,到达B点后沿直线BC由C点进入半圆轨道且刚好能够到达D点。进入时无动能损失,不计空气阻力。g取10 m/s 2 ,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
【正确答案】正确答案:(1)由小球到达B点后沿直线BC运动可知,在复合场中小球受力平衡。根据受力分析可知,小球带正电荷。 (2)根据小球在直线BC上运动可知小球受力平衡,C点的速度等于B点的速度。C点处对小球进行受力分析可知: 水平方向上:qE=qv C Bsin37°,竖直方向上:mg=qv C Boos37°,代入数据可解得:E=12 N/C,v C =10 m/s。 (3)在AD处,由牛顿定律及圆周运动规律可知qEsin37°+mgcos37°= ,代入数据可知 。由C到D的过程.利用能量守恒定律列出W f +mg(2R)cos37°+qE(2R)sin37°=
【答案解析】