Question

如圖所示，一光滑絕緣圓管軌道位于豎直平面內(nèi)，半徑為0.2m。以圓管圓心O為原點(diǎn)，在環(huán)面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系xOy，在第四象限加一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其他象限加垂直于環(huán)面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶電量為+1.0C、質(zhì)量為0.1kg的小球（直徑略小于圓管直徑），從x坐標(biāo)軸上的b點(diǎn)由靜止釋放，小球剛好能順時(shí)針沿圓管軌道做圓周運(yùn)動(dòng)。（重力加速度g取10m/s²）

（1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E；

（2）若第二次到達(dá)最高點(diǎn)a時(shí)，小球?qū)�軌道恰好無(wú)壓力，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B ；

（3）求小球第三次到達(dá)最高點(diǎn)a時(shí)對(duì)圓管的壓力。

 

Answer 1

【答案】

(1)1N/C   (2)0.5T    (3) N

【解析】

試題分析：（1）小球第一次剛好過(guò)最高點(diǎn)，此時(shí)速度v₁=0

           2分

∴ =1N/C             2分

（2）小球第二次過(guò)最高點(diǎn)是速度為，由動(dòng)能定理可知

             2分

又               2分

 以上兩式可解得   =0.5T          1分

（3）小球第三次過(guò)最高點(diǎn)時(shí)速度為，小球受圓管向下的壓力為F_N

          2分

          2分

解得   N           1分

根據(jù)牛頓第三定律可知  小球第三次到達(dá)最高點(diǎn)a時(shí)對(duì)圓管的壓力為N 方向豎直向上    1分

考點(diǎn)：本題考查動(dòng)能定理和牛頓第二定律在帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用．