() 如图8所示,有3块水平放置的长薄金属板a、b和c,a、b之间相距L.紧贴b板下表面竖直放置半径为R的半圆形塑料细管

问题描述:

() 如图8所示,有3块水平放置的长薄金属板a、b和c,a、b之间相距L.紧贴b板下表面竖直放置半径为R的半圆形塑料细管,两管口正好位于小孔M、N处.板a与b、b与c之间接有电压可调的直流电源,板b与c间还存在方向垂直纸面向外的匀强磁场.体积为V0、密度为ρ、电荷量为q的带负电油滴,等间隔地以速率v0从a板上的小孔竖直向下射入,调节板间电压Uba和Ubc,当Uba=U1、Ubc=U2时,油滴穿过b板M孔进入细管,恰能与细管无接触地从N孔射出.忽略小孔和细管对电场的影响,不计空气阻力. 图8 (1)求油滴进入M孔时的速度v1; (2)求b、c两板间的电场强度E和磁感应强度B的值; (3)油滴从细管的N孔射出的瞬间,将Uba和B立即调整为Uba′和B′,使油滴恰好不碰到a板,且沿原路与细管无接触地返回并穿过M孔,请求出Uba′和B′. 答案 见解析 解析 (1)油滴射入电场后,重力与电场力均做功,则由动能定理有mgL+qU1=2(1)mv1(2)-2(1)mv0(2) 考虑到m=ρV0 得v1= ρV0(2qU1) (2)油滴从M孔进入电场、磁场共存区域,恰与细管无接触地从N孔射出,需使电场力与重力平衡,有mg=qE 解得E=q(ρV0g) 油滴在半圆形细管中运动时,洛伦兹力提供向心力,有qv1B=1() 解得B=qR(mv1)=qR(ρV0) ρV0(2qU1) (3)若油滴恰好不碰到a板,且沿原路与细管无接触地返回并穿过M点,由动能定理有0-2(1)mv1(2)=-mgL-qUba′ 解得 Uba′=U1+0() 考虑到油滴返回时速度方向已经相反,为了使油滴沿原路与细管无接触地返回并穿过M孔,磁感应强度应大小不变,方向相反,即B′=-B. 请问(3)中的解得 Uba′=U1+0() 是怎么回事 怎么解得的呢? 求详细过程 这道题思路点拨一下 求通性通法 可以推广的结论 等 谢谢!
请问(3)中的解得 Uba′=U1+0() 是怎么回事 怎么解得的呢? 求详细过程 这道题思路点拨一下 求通性通法 可以推广的结论 等 谢谢!
1个回答 分类:物理 2014-04-02

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解题思路: 细致考虑各状态下对应的受力关系,合理利用相关规律
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