如图所示,空间中存在着水平向右的匀强电场,电场强度大小为,同时存在着水平方向的匀强磁场,其方向与电场方向垂直,磁感应强度大小B=0.5T。有一带正电的小球,质量
,电荷量
,正以速度v在图示的竖直面内做匀速直线运动,当经过P点时撤掉磁场(不考虑磁场消失引起的电磁感应现象)取
,求
14.小球做匀速直线运动的速度v的大小和方向;
15.从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t。
(1)20m/s;速度v的方向与电场E的方向之间的夹角600
小球做匀速直线运动时,受力如图,
其所受的三个力在同一平面内,合力为零,则有:
Bqv=,
带入数据解得:v=20m/s,
速度v的方向与电场E的方向之间的夹角满足tanθ=,
解得:tanθ=,则θ=60°
(1)小球做匀速直线运动时,受力平衡,根据平衡条件结合几何关系列式求解即可;
不能正确分析小球的受力情况和运动情况,抓住小球做匀速直线运动,合力为零求解,从而出错.
(1)20m/s;速度v的方向与电场E的方向之间的夹角600(2)3.5s
撤去磁场后,由于电场力垂直于竖直方向,它对竖直方向的分运动没有影响,以P点为坐标原点,竖直向上为正方向,小球在竖直方向上做匀减速直线运动,其初速度为vy=vsinθ,
若使小球再次穿过P点所在的电场线,仅需小球的竖直方向的分位移为零,则有:
联立解得t=
(2)撤去磁场后,由于电场力垂直于竖直方向,它对竖直方向的分运动没有影响,小球在竖直方向上做匀减速直线运动,若使小球再次穿过P点所在的电场线,仅需小球的竖直方向的分位移为零,根据竖直上抛运动的基本公式列式求解即可.
不能正确分析小球的受力情况和运动情况,抓住小球做匀速直线运动,合力为零求解,从而出错.