在如图所示的空间里,存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B=2πmq.在竖直方向存在交替变化的匀强

2025-05-12 12:30:17
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设第一秒内小球在斜面上运动的加速度为a,
由牛顿第二定律得:(mg+qE)sinθ=ma   ①
第一秒末的速度为:v=at1       ②
在第二秒内:qE0=mg          ③
所以小球将离开斜面在上方做匀速圆周运动,则:
由向心力公式得           qvB=m

v2
R
   ④
圆周运动的周期为:T=
2πm
qB
=1s        ⑤
由题图可知,小球在奇数秒内沿斜面做匀加速运动,在偶数秒内离开斜面做完整的圆周运动.所以,第五秒末的速度为:v5=a(t1+t3+t5)=6g sinθ   ⑥
小球离开斜面的最大距离为:
            d=2R3
由以上各式得:d=
6gsinθ
π

(2)第19秒末的速度:v19=a(t1+t3+t5+t4+…+t19)=20g sinθ    ⑧
小球未离开斜面的条件是:
qv19B≤(mg+qE0)cosθ         ⑨
所以:θ≤arctan
1
20π