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光滑绝缘水平面上固定一个光滑绝缘的斜劈,有一带电小球,质量m=1×10-9kg,电荷量q=-6.28×108C,小球紧靠在斜劈表面上,如图甲所示.空间充满相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场方向竖直向下,磁感应强度大小为B=0.1T,电场沿水平方向且与斜劈底边垂直,电场强度大小按图乙所示规律变化,规定图示电场强度的方向为正方向.小球从t=0时刻由静止开始沿D→A方向滑动.已知sinθ=0.1045,cosθ=0.9945(算中取π=3.14,sinθ=0.1,cosθ=1).求
(1)第1秒末粒子的速度大小
(2)第2秒内粒子离开斜边AD的最大距离
(3)第3秒内粒子能否离开斜劈?若能离开,离开时的速度多大?若不能离开,第3秒末的速度多大?

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(1)设第1秒末离开斜面,第1秒末的速度为v=at=
qE
m
tsinθ=62.8m/s

此时电场力在垂直斜面方向的分力为
qEcosθ=6.28×10-7N
粒子受磁场力为f=qv1B=3.94×10-7N
磁场力小于电场力在垂直斜面方向上的分力,粒子没有离开斜面 
则第1秒末粒子的速度为62.8m/s.
(2)第2秒内电场力为零,粒子做匀速圆周运动,其周期为T=
2πm
qB
=1s

qv1B=m
v21
r

r=
mv1
qB
=10m

粒子离开斜面的最大距离L=2r=20m
(3)设粒子离开斜面的速度为v2
qv2B=qEcosθ
v2=100m/s
在斜面上运动的时间t=
v2
a
=
mv2
qEsinθ
=1.59s

说明粒子在第3秒内离开斜面        
答:(1)第1秒末粒子的速度大小为62.8m/s;
(2)第2秒内粒子离开斜边AD的最大距离20m;
(3)第3秒内粒子能离开斜劈;离开时的速度为100m/s.
练习册系列答案
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(2011?天津模拟)如图所示,光滑绝缘水平面上固定有两个带电量相等的点电荷甲和乙,其中甲带正电荷.O点为它们连线的中点,现在0点左侧的P点由静止释放另一带正电的点电荷丙,丙向右运动,下列说法正确的是(  )

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10
,简谐振动的周期公式为T=2π
m
k
式中m
为振子的质量,k是回复力与位移大小的比值且为常数.试求P、Q两球在距A点多远处第二次相碰(不计碰撞时机械能损失和电荷间的相互作用力,结果取三位有效数字).

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(1)第1秒末粒子的速度大小
(2)第2秒内粒子离开斜边AD的最大距离
(3)第3秒内粒子能否离开斜劈?若能离开,离开时的速度多大?若不能离开,第3秒末的速度多大?
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精英家教网如图所示,在光滑绝缘水平面上固定着-根光滑绝缘的圆形水平渭槽,其圆心在O点.过O点的-条直径上的A、B两点固定着两个点电荷.其中固定于A点的为正电荷,电荷量大小为Q;固定于B点的是未知电荷.在它们形成的电场中,有-个可视为质点的质量为m、电荷量大小为q的带电小球正在滑槽中运动,小球的速度方向平行于水平面,若已知小球在C点处恰好与滑槽内、外壁均无挤压且无沿切线方向的加速度,AB间的距离为L,∠ABC=∠ACB=30°,CO⊥OB,静电力常量为k,
(1)作出小球在水平面上受力,并确定固定在B点的电荷及小球的带电性质:
(2)求B点电荷的电荷量大小;
(3)已知点电荷的电势计算式为:φ=kQ/r,式中Q为场源电荷的电荷量,r为该点到场源电荷的距离.试利用此式证明小球在滑槽内做的是匀速圆周运动.

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如图1-2-7所示,光滑绝缘水平面上固定着ABC三个带电小球,它们的质量均为m、间距均为rAB带正电,电荷量均为q.现对C施一水平力F的同时放开三个小球,欲使三小球在运动过程中保持间距r不变,求:

图1-2-7

(1)C球的电性和电荷量;

(2)水平力F的大小.

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