如圖所示,PQ是一固定在水平地面上足夠長的絕緣平板(右側(cè)有擋板),整個(gè)空間有平行于平板向左、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),在板上C點(diǎn)的右側(cè)有一個(gè)垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量為q的小物塊,從C點(diǎn)由靜止開始向右先做加速運(yùn)動(dòng)再做勻速運(yùn)動(dòng).當(dāng)物體碰到右端擋板后被彈回,若在碰撞瞬間撤去電場(chǎng),小物塊返回時(shí)在磁場(chǎng)中恰做勻速運(yùn)動(dòng).已知平板QC部分的長度為L,物塊與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ求:
(1)判斷物塊的電性;
(2)小物塊向右運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做的功;
(3)小物塊與右端擋板碰撞過程損失的機(jī)械能。
(1)負(fù)電
(2)
(3)
(1)負(fù)電 -----------------2分
(2)設(shè)小物塊向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小為v1,由平衡條件有
①
設(shè)小物塊在向右運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做的功為W,由動(dòng)能定理有
②
由①②式解得 ③
④
(3)設(shè)小物塊返回時(shí)在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為v2,與右端擋板碰撞過程損失的機(jī)械能為,則有
⑤
⑥
由③⑤⑥式解得 ⑦
①---⑦
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