如图所示,在竖直平面内放置一长为L的薄壁玻璃管,在玻璃管的a端放置一个直径比玻璃管直径略小的小球,小球带电荷量为-q、质量为m。玻璃管右边的空间存在着匀强电场与匀强磁场的复合场。匀强磁场方向垂直于纸面向外,磁感应强度为B;匀强电场方向竖直向下,电场强度大小为。电磁场的左边界与玻璃管平行,右边界足够远。玻璃管带着小球以水平速度v0垂直于左边界向右运动,由于水平外力F的作用,玻璃管进入磁场后速度保持不变。经一段时间后小球从玻璃管b端滑出并能在竖直平面内运动,最后从左边界飞离电磁场。设运动过程中小球的电荷量不变,忽略玻璃管的质量,不计一切阻力。求: (1)小球从玻璃管b端滑出时速度的大小; (2)从玻璃管进入磁场至小球从b端滑出的过程中,外力F随时间t变化的关系; (3)通过计算画出小球离开玻璃管后的运动轨迹。 |