Question

如圖甲所示，光滑、絕緣直角三角型斜面固定在水平地面上，邊長，；虛線左、右空間存在磁感應(yīng)強度為 的勻強磁場，方向分別垂直于紙面向里、向外；整個空間存在著豎直方向的、隨時間交替變化的勻強電場（如圖乙所示，豎直向上方向為正方向）。在距點處的點有一物塊拋射器，在時刻將一質(zhì)量為、帶電荷量為的小物塊（可視為質(zhì)點）拋入電磁場，小物塊恰好能在點切入斜面。設(shè)小物塊在面上滑行時無電荷損失且所受洛倫茲力小于，求：

　 （1）小物塊拋出速度的大��；

　 （2）小物塊從拋出到運動至點所用時間。

Answer 1

解：（1） 時刻小物塊進(jìn)入電磁場，由乙圖知，電場方向向上，

且有，所以小物塊在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動（1分）

小物塊恰好由點切入斜面，小物塊被拋出時的速度方向必垂直于，

設(shè)此過程中小物塊運動的時間為，有

 （2分）           （2分）

      （1分）             （2分）

代入數(shù)據(jù)解得，小物塊的拋出速度的大小，運動周期，

在磁場中運動的時間    （1分）

   （2）小物塊切入時，電場方向變?yōu)橄蛳�，�?sub>，

將代入，

解得    （2分）

當(dāng)電場變?yōu)樨Q直向上后小物塊正好做一個完整的圓周運動，然后電場方向又變?yōu)樨Q直向下，小物塊繼續(xù)沿斜面以的加速度下滑，故設(shè)小物塊在斜面上滑行的總時間為，則有  （2分）

代入數(shù)據(jù)得 （舍去）  （1分）

分析知，小物塊沿斜面下滑后，作一個完整的圓周運動，然后又沿斜面下滑到達(dá)點，設(shè)做圓周運動的時間是,因為，，又，所以，則    （2分）

小物塊從點運動到點所用時間為  （2分）