Question

2．如圖勻強電場E=4v/m，水平向左，勻強磁場B=2T，垂直紙面向里，m=1g帶正電的小物塊A，從M點沿絕緣粗糙的豎直壁無初速下滑，它滑行0.8m到N點時就離開壁做曲線運動，在P點A瞬時受力平衡，此時其速度與水平方向成45°角．設P與M的高度差為1.6m．（g=10m/s²）求：
（1）A沿壁下滑時摩擦力做的功．
（2）P與M水平距離．

Answer 1

分析 對小球進行受力分析，再根據(jù)各力的變化，可以找出合力及加速度的變化；即可以找出小球最大速度及最大加速度的狀態(tài)．

解答 解：（1）小物體A下落至N點時開始離開墻壁，說明這時小物體A與墻壁之間已無擠壓，彈力為零．
故有：qE=qv_NB
因此v_N=$\frac{E}{B}$=$\frac{4}{2}$=2m/s          
對小物體A從M點到N點的過程應用動能定理，這一過程電場力和洛侖茲力均不做功，應有：
mgh-W_f克=$\frac{1}{2}$m${v}_{N}^{2}$
解得：W_f克=mgh-$\frac{1}{2}$m${v}_{N}^{2}$=10^-3×10×0.8-$\frac{1}{2}$×10^-3×2²=6×l0^-3 （J）     
（2）小物體離開N點做曲線運動到達P點時，受力情況如圖所示，由于θ=45°，物體處于平衡狀態(tài)，建立如圖的坐標系，可列出平衡方程．
qBv_pcos45°-qE=0        ①
qBv_psin45°-mg=0        ②
由①得：
v_p=$\frac{E}{Bcos45°}$=2$\sqrt{2}$ m/s
由②得：
q=$\frac{mg}{B{v}_{p}sin45°}$=2.5×l0^-3 C                  
N→P過程，由動能定理得：
mg（H-h）-qES=$\frac{1}{2}m{v}_{p}^{2}$-$\frac{1}{2}$m${v}_{1}^{2}$
代入計算得：
 S=0.6 m      
答：（1）A沿壁下滑時摩擦力做的功-6×l0^-3 J．
（2）P與M的水平距離s是0.6m

點評 本題要注意分析帶電小球的運動過程，屬于牛頓第二定律的動態(tài)應用與電磁場結合的題目，此類問題要求能準確找出物體的運動過程，并能分析各力的變化，對學生要求較高．