Question

如图所示，PR是一长为L=0．64 m 的绝缘平板,固定在水平地面上，挡板R固定在平板的右端．整个空间有一个平行于PR的匀强电场E，在板的右半部分有一个垂直于纸面向里的匀强磁场B，磁场的宽度为0．32 m．一个质量m=5×10^-4 kg、带电荷量q=5．0×10^-2 C的小物体，从板的P端由静止开始向右做匀加速运动，从D点进入磁场后恰能做匀速直线运动．当物体碰到挡板R后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场（不计撤掉电场对原磁场的影响），物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做减速运动，停在C点，PC=L/4．若物体与平板间的动摩擦因数μ=0．20,取g=10 m/s²．

（1）判断电场的方向及物体带正电还是带负电；

（2）求磁感应强度B的大小；

（3）求物体与挡板碰撞过程中损失的机械能。

Answer

（1）物体带负电，电场方向向左 （2）0．125 T （3）4．8×10－4 J

【解析】

试题分析：（1）物体由静止开始向右做匀加速运动，证明电场力向右且大于摩擦力．进入磁场后做匀速直线运动，说明它受的摩擦力增大，即证明它受的洛伦兹力方向向下，由左手定则判断物体带负电，由其受力方向向右判断电场方向向左

（2）设物体被挡板弹回后做匀速直线运动的速度为v2，从离开磁场到停在C点的过程中，由动能定理有

即v2＝0．80 m/s

物体在磁场中向左做匀速直线运动，受力平衡，有mg＝Bqv2

有B＝0．125 T

（3）设从D点进入磁场时的速度为v1，由动能定理有

物体从D点到R做匀速直线运动，有qE＝μ（mg＋Bqv1）

有v1＝1．6 m/s

小物体撞击挡板损失的机械能为

有ΔE＝4．8×10－4 J

考点:动能定理、带电粒子在匀强磁场中的运动。