【題目】如圖,絕緣粗糙的豎直平面MN左側(cè)同時(shí)存在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,電場方向水平向右,電場強(qiáng)度大小為E,磁場方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點(diǎn)由靜止開始沿MN下滑,到達(dá)C點(diǎn)時(shí)離開MN做曲線運(yùn)動(dòng)。A、C兩點(diǎn)間距離為h,重力加速度為g。

(1)求小滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大小vc;

(2)求小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程中克服摩擦力做的功Wf;

(3)若D點(diǎn)為小滑塊在電場力、洛倫茲力及重力作用下運(yùn)動(dòng)過程中速度最大的位置,當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)撤去磁場,此后小滑塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到水平地面上的P點(diǎn).已知小滑塊在D點(diǎn)時(shí)的速度大小為vD,從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間為t,求小滑塊運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)速度的大小vp

【答案】1)小滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大小vc;

2)小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程中克服摩擦力做的功Wfmgh﹣;

3)小滑塊運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)速度的大小vp

【解析】試題分析:小滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)離開MN,此時(shí)與MN間的作用力為零,對小滑塊受力分析計(jì)算此時(shí)的速度的大小;由動(dòng)能定理直接計(jì)算摩擦力做的功Wf;撤去磁場后小滑塊將做類平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)分運(yùn)動(dòng)計(jì)算最后的合速度的大;

1)由題意知,根據(jù)左手定則可判斷,滑塊在下滑的過程中受水平向左的洛倫茲力,當(dāng)洛倫茲力等于電場力qE時(shí)滑塊離開MN開始做曲線運(yùn)動(dòng),即

解得:

2)從AC根據(jù)動(dòng)能定理:

解得:

3)設(shè)重力與電場力的合力為F,由圖意知,在D點(diǎn)速度vD的方向與F地方向垂直,從DP做類平拋運(yùn)動(dòng),在F方向做勻加速運(yùn)動(dòng)a=F/m,t時(shí)間內(nèi)在F方向的位移為

DP,根據(jù)動(dòng)能定理: ,其中

聯(lián)立解得:

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】如圖所示,質(zhì)量為60g的導(dǎo)體棒長度S20cm,棒兩端分別與長度L30cm的細(xì)導(dǎo)線相連,懸掛在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5T。當(dāng)導(dǎo)體棒中通以電流后,棒向上擺動(dòng)

1)若電流由0緩慢增加至I,棒最終能靜止于偏角θ45°處,則此時(shí)導(dǎo)體棒中電流I的大小為多少

2)若電流始終為I(在擺動(dòng)中不變),棒始終在豎直位置和某個(gè)最大偏角之間擺動(dòng)且最大偏角θ45°,則此時(shí)導(dǎo)體棒中電流I的大小為多少。

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【題目】如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy的第四象限有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0 T。一質(zhì)量為m=5.0×10-8 kg、電量為q=1. 0×10-6 C的帶電粒子從P點(diǎn)沿圖示方向以v=20 m/s的速度進(jìn)入磁場,從x軸上的Q點(diǎn)離開磁場(Q點(diǎn)未畫出)。已知OP=30 cm,(粒子重力不計(jì),sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),求:

(1) OQ的距離;

(2) 若粒子不能進(jìn)入x軸上方,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B′滿足的條件。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為0.1g的小球,帶有5×10-4C的正電荷,套在一根與水平方向成37°角的足夠長的絕緣桿上,小球與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5,桿所在空間有磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場,小球由靜止開始下滑,它的最大加速度為________ms2,最大速率為________ms.

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【題目】三個(gè)電子從同一地點(diǎn)同時(shí)沿同一方向垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,出現(xiàn)如圖所示的軌跡,則可以判斷(  )

A. 它們在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同

B. AB在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,C先飛離電場

C. C進(jìn)入電場時(shí)的速度最大,A最小

D. 電場力對C做功最小

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【題目】如圖所示,電源電動(dòng)勢E=28V,內(nèi)阻r=2Ω,電阻R1=12Ω,R2=R4=4Ω,R3=8Ω,C為平行板電容器,其電容C=3.0pF,虛線到兩極板距離相等,極板長L=0.20m,兩極板的間距d=1.0×10—2m。

(1)開關(guān)S原來是斷開的,當(dāng)其閉合后,通過R4的總電量為多少?

(2)若開關(guān)S斷開時(shí),有一帶電微粒沿虛線方向以v0=2.0m/s的初速度射入平行板電容器的電場中,剛好沿虛線勻速運(yùn)動(dòng),則當(dāng)開關(guān)S閉合后,此帶電微粒以相同初速度沿虛線方向射入電場中,能否從電場中射出?(要求寫出計(jì)算和分析過程,g10m/s2)

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【題目】為了驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒,某同學(xué)選取了兩個(gè)體積相同、質(zhì)量不相等的小球,按下述步驟做了如下實(shí)驗(yàn):

A.用天平測出兩個(gè)小球的質(zhì)量(分別為m1m2,且m1>m2)。

B.按照如圖所示的那樣,安裝好實(shí)驗(yàn)裝置。將斜槽AB固定在桌邊,使槽的末端點(diǎn)的切線水平。將一斜面BC連接在斜槽末端。

C.先不放小球m2,讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下,記下小球在斜面上的落點(diǎn)位置。

D.將小球m2放在斜槽前端邊緣處,讓小球m1從斜槽頂端A處滾下,使它們發(fā)生碰撞,記下小球m1和小球m2在斜面上的落點(diǎn)位置。

E.用毫米刻度尺量出各個(gè)落點(diǎn)位置到斜槽末端點(diǎn)B的距離。

圖中D、EF點(diǎn)是該同學(xué)記下的小球在斜面上的幾個(gè)落點(diǎn)位置,到B點(diǎn)的距離分別為LDLE、LF根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn),回答下列問題:

①小球m1m2發(fā)生碰撞后,m1的落點(diǎn)是圖中的_____點(diǎn),m2的落點(diǎn)是圖中的______點(diǎn)。

②用測得的物理量來表示,只要滿足關(guān)系式___________________,則說明碰撞中動(dòng)量是守恒的。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】航母上飛機(jī)彈射起飛是利用電磁驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的.電磁驅(qū)動(dòng)原理如圖所示,當(dāng)固定線圈上突然通過直流電流時(shí),線圈端點(diǎn)的金屬環(huán)被彈射出去.現(xiàn)在在固定線圈左側(cè)同一位置,先后放上用橫截面積相等的銅和鋁導(dǎo)線制成的形狀、大小相同的兩個(gè)閉合環(huán),電阻率ρ<ρ.則合上開關(guān)S的瞬間(

A. 電池正負(fù)極調(diào)換后,金屬環(huán)不能向左彈射

B. 從左側(cè)看環(huán)中感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向

C. 若將銅環(huán)放置在線圈右方,環(huán)將向左運(yùn)動(dòng)

D. 銅環(huán)受到的安培力小于鋁環(huán)受到的安培力

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【題目】如圖所示,兩虛線之間的空間內(nèi)存在著正交或平行的勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁場B,有一個(gè)帶正電的小球(電荷量+q,質(zhì)量為m)從正效或平行的電磁復(fù)合場上方的某一高度處自由落下,那么,帶電小球不可能沿直線通過下列的哪個(gè)電磁混合場(

A. B.

C. D.

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