如圖甲所示,一個絕緣傾斜直軌道固定在豎直面內(nèi),軌道的AB部分粗糙,BF部分光滑.整個空間存在著豎直方向的周期性變化的勻強電場,電場強度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示,t=0時電場方向豎直向下.在虛線的右側(cè)存在著垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B=
.現(xiàn)有一個質(zhì)量為m,電量為q的帶正電的物體(可以視為質(zhì)點),在t=0時從A點靜止釋放,物體與軌道間的動摩擦因數(shù)為μ,t=2s時刻,物體滑動到B點.在B點以后的運動過程中,物體沒有離開磁場區(qū)域,物體在軌道上BC段的運動時間為1s,在軌道上CD段的運動時間也為1s.(物體所受到的洛倫茲力小于2mgcosθ)
(1)由于軌道傾角未知,一位同學拿到了量角器,將其測出,記為θ.在AB階段,由此可以計算出物塊滑動到B時的速度,請你幫他完成此次計算,并定性說明物體在AB階段做何種運動?
(2)另一位同學并未使用量角器,而是用直尺測出了BC以及CD的長度,記為S
1,S
2,同樣可以得到軌道傾角θ,請你幫他完成此次計算.(計算出θ的三角函數(shù)值即可)
(3)觀察物體在D點以后的運動過程中,發(fā)現(xiàn)它并未沿著斜面運動,而且物塊剛好水平打在H點處的擋板(高度可以忽略)上停下,斜面傾角θ已知,求F點與H點的間距L,并在圖乙中畫出物體全程的運動軌跡.