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有一带电液滴在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中运动.已知电场强度为E方向竖直向下,磁感应强度为B方向水平且垂直于纸面向里,如图所示.若液滴在垂直于B的竖直平面内(即在纸面内)做半径为R的匀速圆周运动.设液滴的质量为m,空气影响不计.

(1)

液滴的速度大小应是多少?绕行方向如何?

(2)

若液滴运动到最低点A时分裂成两个大小相等的液滴,其中一个仍在原平面内做半径R'=3R的匀速圆周运动绕行方向不变,而且它的最低点还是A.那么另一液滴将如何运动?

答案:
解析:

(1)

液滴做匀速圆周运动,由受力可知,重力与电场力平衡,

由E方向竖直向下,所以液滴带负电,由左手定则,知绕行方向为顺时针方向.

由圆周运动规律:

解得

(2)

在最低点液滴分裂,设最低点仍在A的部分质量为m1,由动量守恒定律

由匀速圆周运动规律:

由于分裂后二液滴大小相等,则q1=q2=q/2,m1=m2=m/2

解得v2方向与原方向相反,则轨道半径

所以,第二个液滴将做半径为R,沿顺时针方向绕行,半径为R,且最高点为A.


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动,其轨道半径为R.已知电场的电场强度为E,方向竖直向下;磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,不计空气阻力,设重力加速度为g,求:
(1)液滴的绕行方向如何?
(2)液滴的速度多大?

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科目:高中物理 来源:物理教研室 题型:038

有一带电液滴在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中运动。已知电场强度为E方向竖直向下,磁感应强度为B方向水平且垂直于纸面向里,如图所示。若液滴在垂直于B的竖直平面内(即在纸面内)做半径为R的匀速圆周运动。设液滴的质量为m,空气影响不计。

1)液滴的速度大小应是多少?绕行方向如何?

2)若液滴运动到最低点A时分裂成两个大小相等的液滴,其中一个仍在原平面内做半径R'=3R的匀速圆周运动绕行方向不变,而且它的最低点还是A。那么另一液滴将如何运动?

 

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科目:高中物理 来源: 题型:038

有一带电液滴在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中运动。已知电场强度为E方向竖直向下,磁感应强度为B方向水平且垂直于纸面向里,如图所示。若液滴在垂直于B的竖直平面内(即在纸面内)做半径为R的匀速圆周运动。设液滴的质量为m,空气影响不计。

1)液滴的速度大小应是多少?绕行方向如何?

2)若液滴运动到最低点A时分裂成两个大小相等的液滴,其中一个仍在原平面内做半径R'=3R的匀速圆周运动绕行方向不变,而且它的最低点还是A。那么另一液滴将如何运动?

 

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科目:高中物理 来源:0103 期末题 题型:计算题

如图所示,一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,已知电场强度大小为E,方向竖直向下,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,若此液滴在垂直于磁感应强度的平面内,做半径为R的匀速圆周运动,设液滴质量为m,重力加速度为g。求:
(1)液滴的速度大小和绕行方向。
(2)倘若液滴运行到轨迹最低点A时,分裂成完全相同的两滴,其中一个液滴仍在原来面内做半径为R1=3R的匀速圆周运动,绕行方向不变,试用计算说明另一个液滴将如何运动?

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