(2014•安庆三模)如图所示,质量为m、带电量为+q的小球用轻质绝缘细绳系于足够大的斜面上的O点,绳长为L,斜面绝缘光
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解题思路:(1)对小球进行受力分析,小球在斜面上做匀速圆周运动,受到重力、斜面的支持力和电场力的合力为0,从而求出电场强度;

(2)绳子断后绳子在斜面上受到的洛伦兹力提供向心力,写出动力学方程,求得小球运动的半径与周期,然后求出小球运动的路程、位移以及电场力做的功.

(1)根据题意,小球在斜面上做匀速圆周运动,受到重力、斜面的支持力和电场力的合力为0,绳子的拉力提供向心力,则有:mgtanθ=qE

得:E=

mgtanθ

q

(2)绳子断后绳子在斜面上受到的洛伦兹力提供向心力,设运动的半径为R,得:

qv0B=

m

v20

R

得:R=

mv0

qB

而小球做圆周运动的周期:T=

2πR

v0=

2πm

qB

由于t=

πm

qB=

1

2T,所以小球在t时间内在斜面上通过的路程为:

s=v0t=

πmv0

qB

在此过程中,电场力对小球做功:W=qE•2Rcosθ=

2m2gv0sinθ

qB

由于电场力对小球做正功,所以小球的电势能的减少量△EP为:△EP=W=

2m2gv0sinθ

qB

答:(1)所加匀强电场电场强度的大小是[mgtanθ/q];

(2)经过时间t=[πm/Bq]小球通过的路程是,小球电势能的变化量是

2m2gv0sinθ

qB.

点评:

本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 该题中,明确小球受到重力、斜面的支持力和电场力的合力为0,而后找出向心力是解题的关键.