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高中物理
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综合题
1.
(2020·南平模拟)
如图所示,在光滑绝缘水平面上,存在两个相邻的相同矩形区域CDMN和NMHG,CD=NM=GH=2d、CN=NG=d.区域CDMN中存在方向竖直向下的匀强磁场B
1
, 区域MMHG中存在方向竖直向上的匀强磁场B
2
。不可伸长的轻质细线,一端固定于O点,另一端拴有一个质量为
的绝缘小球a。拉紧细线使小球a从距离桌面高h的位置静止释放,当小球a沿圆弧运动至悬点正下方位置时,与静止于该处的带正电小球b发生正碰,碰后小球a向左摆动,上升的最大高度为
,小球b从CD边界中点P垂直进入CDMN区域,已知小球b质量为m,带电量为+q,且始终保持不变,重力加速度为g。则
(1) 通过计算判断a、b两小球的碰撞是否为弹性碰撞;
(2) 若B
1
=B
2
=B,要使b小球能从NG边界射出,求B的取值范围;
(3) 若区域CDMN中磁感应强度B
1
=
,方向仍竖直向下。将区域NMHG中磁场改为匀强电场,电场方向水平且由N指向M。是否存在一个大小合适的场强使小球b恰由H点离开电场区域,若存在请算出场强E的大小,不存在请说明理由。
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