gk005.2008年高考江苏卷14、(16分)在场强为B的水平匀强磁场中,一质量为m、带正电q的小球在O静止释放,小球的运动曲线如图所示.已知此曲线在最低点的曲率半径为该点到x轴距离的2倍,重力加速度为g.求:
⑴小球运动到任意位置P(x,y)的速率v;
⑵小球在运动过程中第一次下降的最大距离ym;
⑶当在上述磁场中加一竖直向上场强为E()的匀强电场时,小球从O静止释放后获得的最大速率vm.
解:⑴洛伦兹力不做功,由动能定理得: ①
解得: ②
⑵设在最大距离ym处的速率为vm,根据圆周运动有:
③
且由②知 ④
由③④及
得: ⑤
⑶小球运动如图所示
由动能定理得: ⑥
由圆周运动得: ⑦
且由⑥⑦及
解得:
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