Question

如圖所示，空間存在豎直向上方向的勻強電場，E=2.0×10²N/C，水平方向存在向外的勻強磁場，B=T，在A處有一個質(zhì)量為0.3Kg的小球，所帶電量為q=﹢2.0×10^-2C。用長為L=6m的不可伸長的絕緣細線與固定點O連接，AO與電場線垂直處于水平狀態(tài)，取g=10 m/s²，現(xiàn)讓該小球在A處靜止釋放。

求：（1）小球第一次到達O點正上方時的速度大小和細線的拉力。

（2）若撤去磁場且電場方向轉(zhuǎn)到水平向左，小球仍從A處靜止釋放，求小球第一次到達O點正下方時增加的機械能△E和速度的大小。（結(jié)果可保留根號）

 

Answer 1

【答案】

（1）  T=3.4N（2）△E= 24J；

【解析】

試題分析：（1）在運動過程中小球受到重力，電場力，洛倫茲力，其中洛倫茲力不做功，當小球第一次到達O點正上方時，重力做負功，電場力做正功，根據(jù)動能定理可得：，解得解得（3分；

在最高點受到繩子的豎直向下的拉力T，豎直向下的重力mg，豎直向上的洛倫茲力，豎直向上的電場力，四個力的合力充當向心力，

故,解得T=3.4N （3分）  

（2）過程中電場力做正功，增加的機械能等于減小的電勢能，所以,

△E= 24J（2分）；

小球此時向下開始運動，所以重力正功，故根據(jù)動能定理可得 解得（2分）

考點：考查了帶電粒子在復(fù)合場中的運動

點評：做類型的題目關(guān)鍵是弄清楚粒子的受力情況，結(jié)合牛頓第二定律以及動能定理分析