【題目】如圖所示,絕緣平板S放在水平地面上,S與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.4.兩塊足夠大的平行金屬板P、Q通過導(dǎo)體支架連接并固定在S上.在兩極板之間有垂直紙面向里的足夠大勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B=1T.P板的中央有一小孔,整個裝置的總質(zhì)量為M=3.6kg.給裝置施加水平向右的作用力F,使其總是以恒定的速度v=6m/s向右勻速運動,同時將一質(zhì)量為m=0.4kg的帶負(fù)電的小球從離P板高h=1.25m處由靜止釋放,小球恰好能落入孔內(nèi).若小球進(jìn)入小孔后做勻速圓周運動,且恰好不與Q板接觸,之后又返回P板(不計空氣阻力,不考慮運動產(chǎn)生的磁場,g,π3).求:

(1)小球所帶電荷量;

(2)小球進(jìn)入兩極板間后,金屬板整個裝置所受水平向右的作用力F;

(3)小球返回打到P板的位置到小孔的距離。

【答案】1)(2)16N(3)16.8m

【解析】(1)設(shè)兩金屬板P、Q之間的距離為d.由于金屬支架做切割磁感線運動,

使兩金屬板間產(chǎn)生的電勢差為U=Bdv

電場強度

由題意可知,小球進(jìn)入兩金屬板間后,所受重力與電場力相等,

qE=mg

由以上三式可得:

(2)當(dāng)小球進(jìn)入磁場后,在金屬板整個裝置之間受電場力的作用:F=mg

對金屬板整個裝置受力分析,地面支持力FN=Mg+F

金屬板整個裝置做勻速運動:F=f

摩擦力f=μFN

由以上各式可得:F=16N

(3)小球先做自由落體運動:2gh=v02

小球進(jìn)入磁場后做勻速圓周運動:|qv0B|=

由以上兩式可得R=3m

小球在磁場中的運動周期

運動時間t=T

在這段時間內(nèi)金屬板整個裝置運動的距離x=vt=10.8m

小球返回打到P板的位置到小孔的距離L=2R+x=16.8m

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】兩電荷量分別為q1q2的點電荷放在x軸上的O、M兩點,兩電荷連線上各點電勢φx變化的關(guān)系如圖所示,其中A、N兩點的電勢為零,ND段中C點電勢最高,則()

A. C點的電場強度大小為零

B. A點的電場強度大小為零

C. NC間場強方向向x軸正方向

D. 將一負(fù)點電荷從N點移到D點,電場力一直做正功

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)用圖甲所示裝置探究恒力做功與動能變化的關(guān)系。實驗中砂和砂桶的總質(zhì)量為10g,小車和砝碼的總質(zhì)量為M=200g。

1)實驗中,為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力,先調(diào)節(jié)長木板上滑輪的高度,使細(xì)線與長木板平行。接下來還需要進(jìn)行平衡摩擦力的操作,下列操作正確的是________ 。

A. 將長木板水平放置,調(diào)節(jié)砂和砂桶的總質(zhì)量為m的大小,輕推小車,讓小車做勻速運動。

B. 將長木板沒有滑輪的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨,撤去砂和砂桶,輕推小車,讓小車做勻速運動。

2)在實驗中,當(dāng)m_______M(填“>>”“=”“<<”)時,可以認(rèn)為繩子拉力等于砂和砂桶的重力。

3)圖乙是實驗中得到的一條紙帶,O、A、BC、D、E、F、G8個相鄰的計數(shù)點,相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出,已知打點計時器的工作頻率為50 Hz。首先用刻度尺進(jìn)行相關(guān)長度的測量,其中CE段的測量情況如圖丙所示,由圖可知CE段的長度為________cm,打點計時器打下D點時的速度為___________m/s,此時小車的動能為___________J。用此方法可以求出打下各計數(shù)點時小車的動能。

CE恒力對小車做的功為_________J,(該結(jié)果要求保留3位有效數(shù)字),把此值與CE動能變化量進(jìn)行比較即可得到實驗結(jié)論。

4)實驗中發(fā)現(xiàn)恒力做功始終比動能增量略小,可能原因是___________

A.平衡摩擦力時斜面傾斜過度造成

B.平衡摩擦力時斜面傾斜不夠造成

C.砂與砂桶重力當(dāng)成繩子拉力造成

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】2016127日是我國發(fā)射悟空探測衛(wèi)星一周年的日子,該衛(wèi)星的發(fā)射為人類對暗物質(zhì)的研究做出了重大貢獻(xiàn)。假設(shè)兩顆質(zhì)量相等的星球繞其球心連線中心轉(zhuǎn)動,理論計算的周期與實際觀測的周期有出入,且,科學(xué)家推測,在以兩星球球心連線為直徑的球體空間中均勻分布著暗物質(zhì),設(shè)兩星球球心連線長度為L,質(zhì)量均為m,據(jù)此推測,暗物質(zhì)的質(zhì)量為(

A. (n-1)m B. C. D.

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【題目】某同學(xué)把一體重計放在電梯的地板上,然后站在體重計上隨電梯運動,他觀察了體重計示數(shù)的變化情況,并記錄下了幾個特定時刻體重計的示數(shù)(表內(nèi)時刻不表示先后順序)。若已知t0時刻電梯靜止,則

A. t1t2時刻物體所受重力不相同

B. t1t3時刻電梯運動的加速度方向一定相反

C. t1時刻電梯一定在向上做加速運動

D. t2t4時刻電梯一定處于靜止?fàn)顟B(tài)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在光滑水平面上,有質(zhì)量分別為3mmA、B兩滑塊,它們中間夾著(不相連)一根處于壓縮狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧,由于被一根細(xì)繩拉著而處于靜止?fàn)顟B(tài).則下列說法正確的是( )

A. 剪斷細(xì)繩,在兩滑塊脫離彈簧后,AB兩滑塊的動量大小之比pApB=31

B. 剪斷細(xì)繩,在兩滑塊脫離彈簧后,AB兩滑塊的速度大小之比vAvB=31

C. 剪斷細(xì)繩,在兩滑塊脫離彈簧后,AB兩滑塊的動能之比EkAEkB=13

D. 剪斷細(xì)繩到兩滑塊脫離彈簧過程中,彈簧對A、B兩滑塊做功之比WAWB=11

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一理想變壓器副線圈與滑動變阻器相連,P是滑動變阻器的滑動觸頭,原線圈一端接交流電源,另一端a和一線圈中間引出端b分別與單刀雙擲開關(guān)K兩接線柱相連,電源電壓的最大值恒定,I為電源電流,則

A. 保持P的位置不變,Ka合向b時,I將增大

B. 保持P的位置不變,Ka合向b時,R消耗的功率減小

C. K合在a處,使Pc端滑動,I將增大

D. K合在b處,使Pc端滑動,R消耗的功率減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】太空中在一些離其他恒星很遠(yuǎn)的、由三顆星體組成的三星系統(tǒng),可忽略其他星體對它們的引力作用。已觀測到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式一種是直線三星系統(tǒng)A三顆星體始終在一條直線上);另一種是三角形三星系統(tǒng)(三顆星體位于等邊三角形的三個頂點上),已知某直線三星系統(tǒng)A每顆星體的質(zhì)量均為m,相鄰兩顆星體中心間的距離都為R;某三角形三星系統(tǒng)B的每顆星體的質(zhì)量恰好也均為m,且三星系統(tǒng)A外側(cè)的兩顆星體做勻速圓周運動的周期和三星系統(tǒng)B每顆星體做勻速圓周運動的周期相等,引力常量為G,( )

A. 三星系統(tǒng)B的運動周期為

B. 三星系統(tǒng)A外側(cè)兩顆星體運動的角速度大小為

C. 三星系統(tǒng)A外側(cè)兩顆星體運動的線速度大小為

D. 三星系統(tǒng)B任意兩顆星體中心間的距離為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,輕彈簧一端固定于O點,另一端與可視為質(zhì)點的小滑塊連接,把滑塊放在光滑斜面上的A點,此時彈簧恰好水平,將滑塊從A點由靜止釋放,經(jīng)B點到達(dá)位于O點正下方的C點,當(dāng)滑塊運動到B點時彈簧與斜面垂直,運動到C點時彈簧恰好處于原長,已知OC的距離為L,斜面傾角為θ=30°,彈簧始終在彈性限度內(nèi),重力加速度為g.則滑塊由A運動到C的過程中

A. 滑塊的加速度一直減小

B. 滑塊經(jīng)過B點時的速度一定最大

C. 滑塊經(jīng)過C點的速度大于

D. 滑塊的加速度大小等于的位置一共有三處

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