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如图所示,PR是一块长为L=4 m的绝缘平板固定在水平地面上,整个空间有一个平行于PR的匀强电场E,在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B,一个质量为m=0.1 kg,带电量为q=0.5 C的物体,从板的P端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动,进入磁场后恰能做匀速运动。当物体碰到板R端的挡板后被弹回,若在碰撞瞬间撤去电场,物体返回时在磁场中仍做匀速运动,离开磁场后做匀减速运动停在C点,PC=L/4,物体与平板间的动摩擦因数为μ=0.4,取g=10m/s2 ,求:

(1)判断物体带正电还是负电?

(2)物体与挡板碰撞前后的速度v1和v2

(3)磁感应强度B的大小

(4)电场强度E的大小和方向

 

答案

(1)正电荷    (2) (3)B= T

          (4)E=4N/C,电场强度方向水平向右

解析:25、(19分)(1)由于物体返回后在磁场中无电场,且仍做匀速运动,故知摩擦力为0,所以物体带正电荷.                                        2分

且:mg=qBv2………………………………………………………① 3分

(2)离开磁场后,由动能定理,有:-μmg=0-mv2…………………②  3分

由①式得:v2=2 m/s                                      3分 

(3)代入前式①求得:B= T                                   2分

(4)由于电荷由P运动到C点做匀加速运动,可知电场强度方向水平向右,且:(Eq-μmg)mv12-0……………………………………………③           2分

进入电磁场后做匀速运动,故有:Eq=μ(qBv1+mg)…………④  2分

由以上③④两式得:                2分

 

 

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