【題目】如圖所示，間隔一定距離的金屬薄板M、N豎直平行放置，水平絕緣直桿從N板中央的小孔穿過，左端與M板固接；N板左側(cè)的直桿光滑；N板右側(cè)的直桿粗糙，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。質(zhì)量為m、帶電量為+q的中空小球P，套在直桿上，緊靠M板靜止放置。當(dāng)在M、N板間加上一定電壓U后，P球?qū)⒀厮街睏U從N板的小孔射入磁場中。設(shè)運(yùn)動過程中小球電量不變，重力加速度大小為g。

試問：

（1）M、N哪塊板的電勢高；

（2）若M、N間電壓為U0時，P球沿直桿從N板的小孔射入磁場后，恰好做勻速直線運(yùn)動，則U0為多大；

（3）若磁場足夠大，水平直桿足夠長，試討論M、N間施加不同電壓U時，小球在磁場中運(yùn)動的整個過程中，摩擦力對小球做的功Wf（計(jì)算結(jié)果用U和題目中的已知條件表示）。

【答案】（1）M板電勢高于N板電勢；（2）；（3）當(dāng)U=U0時，摩擦力做功為0；當(dāng)U＞U0時，摩擦力做功為；當(dāng)U＜U0時，摩擦力做功為-qU。

【解析】

（1）正電荷在電場中被加速，故M板電勢高于N板電勢。

（2）設(shè)P球射出電場時的速率為vN，由動能定理得：

P球在磁場中作勻速直線運(yùn)動，有：qvNB=mg

聯(lián)立得：U0=

（3）小球P射入磁場后受到豎直向上的洛倫茲力作用，可能出現(xiàn)三種情況：

i．當(dāng)U=U0時，恰好f洛=mg，則小球不受摩擦力，做勻速直線運(yùn)動，故摩擦力做功Wf=0

ii．當(dāng)U＞U0時，f洛＞mg，則直桿對小球有向下的壓力，小球受摩擦力減速，當(dāng)減速到v=v0時開始做勻速運(yùn)動。

全過程由動能定理得：

解得：Wf=

iii．當(dāng)U＜U0時，f洛＜mg，則直桿對小球有向上的支持力，小球受摩擦力減速，最終停止。

全過程由動能定理：qU+Wf=0

解得：W=-qU

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】某研究小組通過實(shí)驗(yàn)測得兩滑塊碰撞前后運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到如圖所示的位移—時間圖象．圖中的線段a、b、c分別表示沿光滑水平面上同一條直線運(yùn)動的滑塊Ⅰ、Ⅱ和它們發(fā)生正碰后結(jié)合體的位移變化關(guān)系．已知相互作用時間極短，由圖象給出的信息可知(　　)

A. 碰前滑塊Ⅰ與滑塊Ⅱ速度大小之比為7∶2

B. 碰前滑塊Ⅰ的動量大小比滑塊Ⅱ的動量大小大

C. 碰前滑塊Ⅰ的動能比滑塊Ⅱ的動能小

D. 滑塊Ⅰ的質(zhì)量是滑塊Ⅱ的質(zhì)量的

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，平行板電容器上極板帶正電荷，且與靜電計(jì)相連，靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地，在兩極板間有一個固定在P點(diǎn)的正點(diǎn)電荷，以E表示兩極板間電場的電場強(qiáng)度，表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢能，表示靜電計(jì)指針的偏角，若保持上極板不動，將下極板向上移動一小段距離至圖中虛線位置，則（ ）

A．增大，E增大

B．減小，E減小

C．增大，增大

D．減小，減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的曲線是某質(zhì)點(diǎn)在恒力作用下的一段運(yùn)動軌跡質(zhì)點(diǎn)從M點(diǎn)出發(fā)經(jīng)P點(diǎn)到達(dá)N點(diǎn)，已知弧長MP大于弧長PN質(zhì)點(diǎn)由M點(diǎn)運(yùn)動到P點(diǎn)與由P點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)所用的時間相等下列說法中正確的是

A.質(zhì)點(diǎn)從M到N過程中速度大小保持不變

B.質(zhì)點(diǎn)在這兩段時間內(nèi)的速度變化率為一定值

C.質(zhì)點(diǎn)在這兩段時間內(nèi)的速度變化量大小不相等，且方向也不相同

D.質(zhì)點(diǎn)在M、N間的運(yùn)動是變加速曲線運(yùn)動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變大。某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，用實(shí)驗(yàn)描繪小燈泡的伏安特性曲線。實(shí)驗(yàn)可供選擇的器材有：

A．小燈泡（規(guī)格為“2.5V1.2W　”）

B．電流表A（量程為0～0.6A，內(nèi)阻為1Ω）

C．電壓表V（量程為0～3V，內(nèi)阻未知）

D．滑動變阻器�。�0～5Ω）

E．滑動變阻器�。�0～50Ω）

F．電源　（E=3V，內(nèi)阻不計(jì)）

G．開關(guān)一個和導(dǎo)線若干

（1）要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化，且能盡量消除系統(tǒng)誤差，在下面方框圖內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；

（2）實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該選用的滑動變阻器是______（填寫器材前字母代號）；

（3）按照正確的電路圖，該同學(xué)測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下，并通過計(jì)算得出小燈泡在不同電流下的電壓（I是電流表的示數(shù)，U是電壓表的示數(shù)，U燈是小燈泡兩端的實(shí)際電壓），請?jiān)诜礁駡D中畫出小燈泡的伏安特性曲線（即I-U燈曲線）；

I/A

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.48

U/V

0.25

0.40

0.60

0.90

1.30

1.85

2.50

2.98

U燈/V

0.10

0.20

0.35

0.60

0.95

1.45

2.05

2.50

（4）該同學(xué)將與本實(shí)驗(yàn)中一樣的兩個小燈泡以及定值電阻R0（R0=6Ω）三者一起串聯(lián)接在本實(shí)驗(yàn)中提供的電源兩端，則每個燈泡的實(shí)際功率是______W．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，實(shí)線是某時刻的波形曲線，虛線是0.2s后的波形曲線，求：

(1)若波向右傳播，求它傳播的可能距離；

(2)若波向左傳播，求它的最大周期；

(3)若波速是35m/s，求波的傳播方向.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示。銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸，圓盤處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場B中。圓盤旋轉(zhuǎn)時，下列說法正確的是（ ）

A. 若從上向下看，圓盤順時針轉(zhuǎn)動，則電流沿b到a的方向通過R

B. 若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍，則相同時間內(nèi)通過R的電量也變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍

C. 若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍，則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍

D. 若圓盤的半徑變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍，則電流也變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲為一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，圖乙為介質(zhì)中平衡位置在x=2m處的質(zhì)點(diǎn)P以此時刻為計(jì)時起點(diǎn)的振動圖象。下列說法正確的是（ ）

A. 這列波的波長是4m

B. 這列波的傳播速度是20m/s

C. 經(jīng)過0.15s，質(zhì)點(diǎn)P沿x軸的正方向傳播了3m

D. t=0.1s時，質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動方向沿y軸正方向

E. t=0.35s時，質(zhì)點(diǎn)Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點(diǎn)P距平衡位置的距離

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在如圖所示的電路中，燈泡L的電阻大于電源的內(nèi)阻r，閉合開關(guān)S，將滑動變阻器滑片P向左移動一段距離后，下列結(jié)論正確的是

A. 燈泡L變亮

B. 電源的輸出功率變大

C. 電容器C上電荷量減少

D. 電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大

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