课时强化作业三十七 带电粒子在复合场中运动的强化练习
1. (2016届怀远县月考)如图所示,与水平面成37°的倾斜轨道AC,其延长线在D点与半圆轨道相切,轨道半径R=1 m,全部轨道为绝缘材料制成且位于竖直面内,整个空间存在水平向左的匀强电场,MN的右侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场(C点在MN边界上).一质量为0.4 kg的带电小球沿轨道AC下滑,至C点时速度为v0= m/s,接着沿直线CD运动到D处进入半圆轨道,进入时无动能损失,且恰好能通过F点,在F点速度vF=4 m/s,(不计空气阻力,g=10 m/s2,cos37°= 0.8)求:
(1)小球带何种电荷?
(2)小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功;
(3)小球从F点飞出时磁场同时消失,小球离开F点后的 运动轨迹与直线AC(或延长线)的交点为G(G点未标出),求G点到D点的距离.
解析:(1)小球在CD间受到重力、电场力与洛伦兹力作用,如图所示:
一定做匀速直线运动,如果小球带负电,电场力水平向右