Question

 如圖所示，兩塊平行金屬板M、N豎直放置，板長為L，兩板間距為d，且L=d=0.4m，兩板間的電勢差U=1.0×10³V，豎直邊界PF、QK之間存在著正交的勻強電場和勻強磁場，其中電場強度E=2.5×10³N/C，方向豎直向上；磁感應強度B=1.0×10³T，方向垂直紙面向里；C點與N板下端點A在同一水平線上。光滑絕緣斜面CD足夠長，傾角為45°，斜面底端與C點重合，現(xiàn)將一電荷量q=+4.0×10^-5C的帶電小球自M板上邊緣由靜止釋放，沿直線運動到A點后進入疊加場區(qū)域，恰好從C點滑上斜面CD。若重力加速度g=10m/s²，求：

（1）帶電小球的質量；

（2）A點到C點的距離；

（3）帶電小球沿斜面CD上滑的最大高度

Answer 1

解：（1）由L=d可知，MA與水平方向成45°角，所以，帶電小球在兩金屬板間沿直線MA運動時   …… ①

（2）小球在由M點運動到A點的過程中，由動能定理得，解得  …… ②

小球在正交的勻強電場和磁場中，由于，所以由A到C做勻速圓周運動，由牛頓第二定律

解得：運動半徑R=  …… ③

由幾何關系得∠AOC=90°，所以A、C兩點間的距離S_AC=R=m， …… ④

（3）小球達到C點的速度大小，方向與水平方向成45°角，

小球沿斜面上滑過程中，由機械能守恒…… ⑤

解得小球沿斜面CD上滑的最大高度H＝0.8m…… ⑥