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如图所示,某空间内存在着正交的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,磁场方向垂直于纸面向里。一段光滑绝缘的圆弧轨道AC固定在场中,圆弧所在平面与电场平行,圆弧的圆心为O,半径R=1. 8m,连线OA在竖直方向上,圆弧所对应的圆心角说明: 6ec8aac122bd4f6e=37°。现有一质量m=3.6×10—4kg、电荷量q=9.0×10—4C的带正电的小球(视为质点),以v0=4.0m/s的速度沿水平方向由A点射入圆弧轨道,一段时间后小球从C点离开圆弧轨道。小球离开圆弧轨道后在场中做匀速直线运动。不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:(1)匀强电场场强E的大小;(2)小球刚射入圆弧轨道瞬间对轨道压力的大小。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

答案:
(1)E=3.0N/C (2)N′=N=3.2×10—3N 【解析】(1)小球离开轨道后做匀速直线运动,其受力情况如图1所示,则有                                ① 所以        E=3.0N/C                          4分     (2)设小球运动到C点时的速度为v。在小球沿轨道从A运动到C的过程中,根据动能定理有    ② 解得                 v=5.0m/s               ③ 小球由A点射入圆弧轨道瞬间,设小球对轨道的压力为N,小球的受力情况如图2所示,根据牛顿第二定律有                          ④ 根据图1还有:                   ⑤ 由③④⑤可求得:     N=h 根据牛顿第三定律可知,小球由A点射入圆弧轨道瞬间对轨道的压力 N′=N=3.2×10—3N                   8分
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