如图所示,水平虚线X下方区域分布着方向水平、垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,整个空间存在匀强电场(图中未画出)。质量为m、电荷量为+q的小球P静止于虚线X上方A点,在某一瞬间受到方向竖直向下、大小为I的冲量作用而做匀速直线运动。在A点右下方的磁场中有定点O,长为l的绝缘轻绳一端固定于O点,另一端连接不带电的质量同为m的小球Q,自然下垂,保持轻绳伸直,向右拉起Q,直到绳与竖直方向有一小于5°的夹角,在P开始运动的同时自由释放Q,Q到达O点正下方W点时速度为v0。小球P进入磁场后,磁场对小球P的作用力不做功,P、Q两小球在W点发生相向正碰,碰后电场、磁场消失,两小球粘在一起运动。P、Q两小球均视为质点,P小球的电荷量保持不变,绳不可伸长,不计空气阻力,重力加速度为g。
(1)求匀强电场场强E的大小和P进入磁场时的速率v;
(2)若绳能承受的最大拉力为F,要使绳不断,F至少为多大。
【答案】(1)匀强电场场强E的大小为,P进入磁场时的速率为;
(2)若绳能承受的最大拉力为F,要使绳不断,F至少为
mg
q
I
m
(2)若绳能承受的最大拉力为F,要使绳不断,F至少为
(
I
-
m
v
0
)
2
2
ml
+
2
mg
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:19引用:1难度:0.6
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