Question

【题目】如图所示为半径为R=0.2m的光滑圆弧绝缘轨道固定在水平面上，质量为m =1kg、电荷量为q=0.05C的可视为质点的带正电的物体放在圆轨道的最低点，整个空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为 B=1T。如果在空间加一水平向左的匀强电场，物体刚好能运动到圆弧轨道上与圆心O等高的位置，重力加速度为g=10m/s2。求：

（1）匀强电场的电场强度应多大？

（2）如果仅将第（1）问的电场方向改为竖直向下，将物体由圆弧轨道上与圆心等高的位置静止释放，当运动到圆弧轨道的最低点时，物体对轨道的压力应为多少？（结果保留三位有效数字）

Answer 1

【答案】（1）；（2），方向竖直向下。

【解析】

（1）物体由圆弧轨道的最低点运动到与圆心等高的位置时，由动能定理得

则

代入数据解得

（2）改变电场方向后，物体由与圆心等高的位置运动到圆弧轨道的最低点时，由动能定理得

解得

物体在最低点受重力、向下的电场力、向下的洛伦兹力、向上的支持力，则由牛顿第二定律得

则

代入数据解得

由牛顿第三定律得物体对轨道的压力为方向竖直向下。