如图所示，粒子源S可以不断产生质量为m、电荷量为+q的粒子．粒子从O1孔飘进一个水平方向的加速电场，再经过小孔O2进入相互正交的匀强电场

题文

如图所示，粒子源S可以不断产生质量为m、电荷量为+q的粒子（重力不计）．粒子从O₁孔飘进一个水平方向的加速电场（初速不计），再经过小孔O₂进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B₁，方向如图．虚线PQ、MN之间存在着水平向右的匀强磁场，磁场范围足够大，磁感应强度大小为B₂．一块折成直角的硬质塑料片abc（不带电，宽度和厚度都很小可忽略）放置在PQ、MN之间，截面图如图，a、c两点分别位于PQ、MN上，ab=bc=L，a=45°．粒子能沿图中虚线O₂O₃的延长线进入PQ、MN之间的区域．
（1）求加速电压U₁；
（2）假设粒子与硬质塑料片相碰后，速度大小不变，方向遵循光的反射定律，那么粒子与塑料片第一次相碰后到第二次相碰前做什么运动？
（3）粒子在PQ、MN之间的区域中运动的总时间t和总路程s．

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）粒子在正交场中做匀速运动，Eq=qv₀B₁，
则v0=EB1
由动能定理得  qU₁=12mv20   
得  U₁=mE22qB21   
即加速电压为mE22qB21．
（2）粒子碰到ab后以大小为v₀的速度垂直磁场方向运动，在洛仑兹作用下在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动，转过一周后达到ab的下部．   
（3）由qv₀B₂=mv20R      
得 R=mv0qB2=mEqB1B2
由T=2πRv0 
得  T=2πmqB2
粒子在磁场中共碰板2次，做圆周运动的时间为 t₁=2T=4πmqB2
做圆周运动的路程为 s₁=2?2πR=4πmEqB1B2
在水平方向上运动的路程  s₂=

解析

EB1

考点

据考高分专家说，试题“如图所示，粒子源S可以不断产生质量为m、.....”主要考查你对 [滑动摩擦力、动摩擦因数 ]考点的理解。

滑动摩擦力、动摩擦因数

滑动摩擦力的概念：
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动时，受到的阻碍相对运动的力，叫滑动摩擦力。

滑动摩擦力产生条件：
①接触面粗糙；
②相互接触的物体间有弹力；
③接触面间有相对运动。
说明：三个条件缺一不可，特别要注意“相对”的理解。

滑动摩擦力的方向：

总跟接触面相切，并与相对运动方向相反。 “与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同，可能与运动方向相反，可能与运动方向成一夹角。
滑动摩擦力的大小：

滑动摩擦力跟压力成正比，也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式：F=μF_N （F表示滑动摩擦力大小，F_N表示正压力的大小，μ叫动摩擦因数）。
①F_N表示两物体表面间的压力，性质上属于弹力，不是重力，更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定；
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关，无单位，而且永远小于1；
③滑动摩擦力大小，与相对运动的速度大小无关。 
滑动摩擦力的作用效果：

总是阻碍物体间的相对运动，但并不总是阻碍物体的运动，可能是动力，也可能是阻力。

静摩擦力和滑动摩擦力：

摩擦力大小的计算方法: