
(2023·湖南·模拟预测)如图所示,在竖直平面(纸面)内水平虚线ab的下方有电场强度大小为E、方向竖直向下的匀强电场,一固定薄壁圆筒的横截面与ab相切,其圆心为O.圆筒内有磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面水平向里的匀强磁场。一电荷量为q的带负电小球(视为质点),自ab上方距ab的高度为h处由静止释放,小球经圆筒的小孔S沿半径SO方向进入圆筒内,与圆筒内壁发生两次碰撞后沿半径OP方向从圆筒上的小孔P水平射出,射出后做匀速直线运动。小球与圆筒内壁碰撞的时间极短且没有机械能损失,小球的电荷量保持不变,重力加速度大小为g,不计空气阻力。
(1)求小球通过小孔S时的速度大小v以及小球的质量m;
(2)求圆筒的半径R;
(3)若其他情况不变,将小球自ab上方距ab的高度为处由静止释放,小球自小孔S进入圆筒内,证明小球恰好可以回到释放点,并求小球从被释放至第一次回到释放点的时间t。
【答案】(1),
;(2)
;(3)
【知识点】带电物体(计重力)在匀强电场中的直线运动、带电粒子在叠加场中做匀速圆周运动
该题有详细解析可以查阅
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