如圖所示,一質(zhì)量為m,帶電荷量為+q的小物體,在水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中,從傾角為
mg
IL
=
0.4
2×0.2
的絕緣光滑足夠長(zhǎng)的斜面上由靜止開(kāi)始下滑,求:
(1)此物體在斜面Q上運(yùn)動(dòng)的最大速度.
(2)此物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的距離.
(3)此物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.
分析:(1)正電小球在重力的下滑力作用下,加速運(yùn)動(dòng),從而導(dǎo)致受到洛倫茲力,當(dāng)洛倫茲力大于支持力時(shí),開(kāi)始離開(kāi)斜面,從而可求出最大速度;
(2)由于洛倫茲力始終垂直于速度方向,因而小球在速度方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可求出在斜面上的運(yùn)動(dòng)距離;
(3)根據(jù)前兩個(gè)問(wèn)題,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,即可求解.
解答:解:(1)當(dāng)洛倫茲力等于小球重力垂直斜面方向的分力時(shí),則小球剛好要離開(kāi)斜面,
因此,qvmB=mgcosθ;
解得:vm=
mgcosθ
qB

(2)由于小球在下滑過(guò)程中,做勻加速直線運(yùn)動(dòng),
受力分析,由牛頓第二定律,則有:a=
mgsinθ
m
=gsinθ;
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2=2as則有:
s=
v
2
m
2a
=
(
mgcosθ
qB
)2
2gsinθ
=
m2gcos2θ
2q2B2sinθ
;
(3)因做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)v=at,則有:
t=
v
a
=
mgcosθ
qB
gsinθ
=
mcotθ
qB

答:(1)此物體在斜面Q上運(yùn)動(dòng)的最大速度
mgcosθ
qB

(2)此物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的距離
m2gcos2θ
2q2B2sinθ

(3)此物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
mcotθ
qB
點(diǎn)評(píng):考查小球受力分析,注意洛倫茲力受到速度的影響,但因與速度垂直,且在斜面上,因此在離開(kāi)斜面前,總是做勻加速直線運(yùn)動(dòng),這是解題的關(guān)鍵.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,一質(zhì)量為m=0.016kg、長(zhǎng)L=0.5m、寬d=0.1m、電阻R=0.1Ω的矩形線圈,從h1=5m的高處由靜止開(kāi)始下落,然后進(jìn)入高度為h2(h2>L)的勻強(qiáng)磁場(chǎng).下邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線圈正好作勻速運(yùn)動(dòng).線圈的下邊通過(guò)磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間t=0.15s.取g=10m/s2
(1)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B.
(2)求線圈的下邊剛離開(kāi)磁場(chǎng)的瞬間,線圈的加速度的大小和方向.
(3)在線圈的下邊通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中,線圈中產(chǎn)生的焦耳熱Q是多少?通過(guò)線圈的電荷量q是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,一質(zhì)量為m的物塊恰好沿著傾角為θ的斜面勻速下滑.現(xiàn)對(duì)物塊施加一個(gè)豎直向下的恒力F.則物塊(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,一質(zhì)量為m的小球,用長(zhǎng)為l的輕繩懸掛于O點(diǎn),小球在水平恒力F的作用下,從最低點(diǎn)A點(diǎn)拉至B點(diǎn)的過(guò)程中,力F所做的功為( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,一質(zhì)量為m=1.0×10-2kg,帶電量為q=1.0×10-6C的小球,用絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,假設(shè)電場(chǎng)足夠大,靜止時(shí)懸線向左與豎直方向成37°角.小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程電量保持不變,重力加速度g取10m/s2
(1)求電場(chǎng)強(qiáng)度E.
(2)若在某時(shí)刻將細(xì)線突然剪斷,求經(jīng)過(guò)1s時(shí)小球的速度大小v及方向.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案