Question

高中物理磁场大题

如图所示，光滑的绝缘平台水平固定，在平台右下方有相互平行的两条边界MN与PQ，其竖直距离为h=1.7m，两边界间存在匀强电场和磁感应强度为B=0.9T且方向垂直纸面向外的匀强磁场，MN过平台右端并与水平方向呈θ=37°．在平台左端放一个可视为质点的A球，其质量为mA=0.17kg，电量为q=+0.1C，现给A球不同的水平速度，使其飞出平台后恰好能做匀速圆周运动．g取10m/s2．
(1)求电场强度的大小和方向；
(2)要使A球在MNPQ区域内的运动时间保持不变，则A球的速度应满足的条件？(A球飞出MNPQ区域后不再返回)
(3)在平台右端再放一个可视为质点且不带电的绝缘B球，A球以vA0=3m/s的速度水平向右运动，与B球碰后两球均能垂直PQ边界飞出，则B球的质量为多少？

请解释清楚一些，为什么圆周运动就要EQ=mg？
（2）怎么叫运动时间保持不变？ 之类的麻烦过程详细而且加上文字解释

Answer 1

1、匀速圆周运动的充要条件就是合外力指向圆心。物体受到竖直方向的重力、电场力和与速度垂直的洛伦兹力。只有EQ=mg才能满足匀速圆周运动的合外力指向圆心的条件。
2、A球在MNPQ区域内的运动时间保持不变，必须从边界MN飞出，否则时间不可能保持不变。

追问

不明白怎么叫运动时间保持不变?运动时间跟从哪边出有什么关系吗? 时间为什么会不变?

追答

也就是从进磁场到出磁场的时间不变。
在磁场中运动的时间t=αm/qB，只跟圆心角（也等于偏转角）有关。

Answer 2

知道两个速度的方向将是能够确定的中心（在正常情况下）
通式半径找到中心的圆的给定的半径画轨迹。或计算的几何知识（这需要绘制精确的）
抽奖轨迹的计算和分析做好准备。我建议用圆规和直尺作图

Answer 3

电场力是EQ，和重力mg相等，才能保持由洛伦兹力提供向心力，才能坐圆周运动，因为圆周运动力的大小是不变的，只是方向和运动方向垂直。懂了么？

追问

不明白怎么叫运动时间保持不变?运动时间跟从哪边出有什么关系吗? 时间为什么会不变?