（2023·福建宁德·福建省福安市第一中学校考一模）如图所示，空间中有垂直纸面向里的匀强磁场和方向水平向右的匀强电场，磁感应强度大小B = 0.5 T，电场强度大小E = 5 V/m。质量M = 0.2 kg的绝缘立方体物块中心为一球形空洞，空洞内有一半径等于空洞半径、质量m = 0.05 kg的光滑圆球，圆球均匀带电，总电荷量q = +0.5 C。水平面足够长，且立方体物块与水平面间的动摩擦因数μ = 0.5。将物块放置在水平面上由静止释放。g取10 m/s2，不计空气阻力。
（1）求物块释放瞬间的加速度大小a1；
（2）求物块脱离水平面前的瞬间，圆球对物块的弹力FN；
（3）若在物块脱离水平面前的瞬间，保持匀强电场的电场强度大小不变、方向改为竖直向上，求再经过
s时物块距离水平面的高度h。（该过程中物块可视为质点）
【答案】 （1）
；（2）
，
，弹力方向斜向右上方；（3）
【解析】（1）物块释放瞬间，圆球不受洛伦兹力，对物块和圆球整体受力分析
根据牛顿运动定律，水平方向有
竖直方向有
解得
（2）物块脱离水平面时，水平面对物块的支持力为零，对物块和圆球整体受力分析，根据牛顿运动定律，水平方向有
以物块为研究对象，可知物块受到重力和圆球对物块的弹力
两个力的作用，设弹力
与水平方向的夹角为
，分析可知
解得
弹力方向斜向右上方。
（3）物块脱离水平面的瞬间，对物块和圆球整体有
保持匀强电场的电场强度大小不变、方向改为竖直向上，分析可知
重力与电场力恰好平衡，相当于只受洛伦兹力作用，整体做匀速圆周运动
由洛伦兹力提供向心力可知
角速度为
圆心角为
解得
物块底部距离水平面的高度为
解得
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