Question

（08年宜昌一中期末）(14分) 如圖所示，PR是一長(zhǎng)為L(zhǎng)＝0.64 m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=0.32 m。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(kāi)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(kāi)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。
　�。�1）判斷電場(chǎng)的方向及物體帶正電還是帶負(fù)電并說(shuō)明理由；
　　（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
　�。�3）求物體與擋板碰撞前的速度大小。　　                             

      

Answer 1

（1）物體由靜止開(kāi)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(shuō)明它受的摩擦力增大，證明它受的洛侖茲力向下。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)速度為v₂，從離開(kāi)磁場(chǎng)到C點(diǎn)停止的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理有
　　　　　　……………………………………(2分)

解得v₂=0.80 m/s………………………………………………(１分)
　　物體向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡　 mg=qv₂B………………(１分)
　　解得　 B=0.125 T………………………………………………(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)

　　物體從D到R做勻速直線運(yùn)動(dòng)受力平衡：qE=μ(mg+qv₁B) ………………(2分)

　　解得　 v₁=1.6 m/s………………………………………………(１分)