Question

（20分）如圖所示，PR是一長為L=0.64m的絕緣平板，固定在水平地面上，擋板R固定在平板的右端.整個(gè)空間有一個(gè)平行于PR的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，在板的右半部分有一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的寬度d=0.32m.一個(gè)質(zhì)量m=0.50×10^-3kg、帶電荷量為q=5.0×10^-2C的小物體，從板的P端由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，從D點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng).當(dāng)物體碰到擋板R后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場(chǎng)（不計(jì)撤去電場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)的影響），物體返回時(shí)在磁場(chǎng)中仍作勻速運(yùn)動(dòng)，離開磁場(chǎng)后做減速運(yùn)動(dòng)，停在C點(diǎn)，PC=L/4.若物體與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20，g取10m/s².

    ⑴判斷電場(chǎng)的方向及物體帶正電還是帶負(fù)電；

⑵求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

⑶求物體與擋板碰撞過程中損失的機(jī)械能.

Answer 1

（20分）解:(1)物體由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，證明電場(chǎng)力向右且大于摩擦力.進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說明它受的摩擦力增大，證明它受的洛侖茲力方向向下.由左手定則判斷，物體帶負(fù)電.…………………………2分

    物體帶負(fù)電而所受電場(chǎng)力向右，證明電場(chǎng)方向向左.…………………………2分

   

(2)設(shè)物體被擋板彈回后做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度為v₂，從離開磁場(chǎng)到停在C點(diǎn)的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理有

         …………………………2分

    …………………………1分

    ………………2分

    …………………………1分

    （3）設(shè)從D點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v₁，根據(jù)動(dòng)能定理有：

         …………………………2分

    ………………2分

    …………………………1分

    ……………………2分

    …………………………1分