
(2023·河北·模拟预测)如图所示,半径为R的半圆形绝缘轨道ACB竖直放置,C点为轨道的最低点,AC段光滑、BC段粗糙,圆心O处竖直固定一长度不计的光滑挡板,直径AB上方存在水平向左的电场E1,下方存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,OC右侧、OB下方还存在竖直向上的匀强电场E2。一质量为m,电荷量为+q的带电小球从A点由静止释放,沿轨道ACB运动到B点后在电场E1的作用下运动到O点并和挡板相碰,此时匀强电场E2的电场强度突变为原来的两倍,使小球与O处挡板相碰后做匀速圆周运动到B点,运动到B点时小球速度恰好竖直向上,已知重力加速度为g,小球与挡板发生碰撞时,垂直于挡板的速度变为0;平行于挡板的速度不变,小球损失的动能全部转化为二者的内能,不计空气阻力,小球可视为质点,E1、E2大小未知,求:
(1)小球刚运动到C点时对轨道的压力;
(2)E1与E2的比值;
(3)在比较长的一段时间t内,挡板和小球组成的系统增加的内能。
【答案】(1),方向竖直向下;(2)
;(3)
【知识点】带电物体(计重力)在匀强电场中的圆周运动
该题有详细解析可以查阅
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