如圖,一“”形絕緣導(dǎo)軌豎直放置,處在水平向右的勻強電場中。左邊的半圓弧與水平桿ab、cd相切于a、c兩點,兩水平桿的高度差為h,桿長為4L,Oad、bc連線的交點,虛線MN、MN′的位置如圖,其中aM = MM′= CN = NN′=LMb=Nd = 2L。一質(zhì)量為m,帶電量為-q的小球穿在桿上。虛線MN左邊的導(dǎo)軌光滑,虛線MN右邊的導(dǎo)軌與小球之間的動摩擦因數(shù)為。已知:在O處沒有固定點電荷+Q的時候,將帶電小球自N點由靜止釋放后,小球剛好可到達a點,F(xiàn)在O處固定點電荷+Q,并將帶電小球自d點以初速度v0向左瞬間推出。結(jié)果小球可沿桿運動到b點。(靜電力恒量為k,重力加速度為g,在運動過程中+Q對-q的電場力始終小于小球的重力)求:
   (1)勻強電場的電場強度E;
   (2)運動過程中小球所受摩擦力的最大值fm和小球經(jīng)過M′點時的加速度大小a ;
   (3)使小球能夠運動到b點的初速度v0的最小值。
解:(1)由題意有:4分 (2)經(jīng)分析可知:小球經(jīng)過M′點時,球與軌道之間的彈力最大,所受的滑動摩擦力最大4分小球經(jīng)過M′點時的加速度大小為:4分 (3)根據(jù)對稱性可知,由d→b,小球克服摩擦力做的功等效為:而電場力做的功為零4分∴初速度v0的最小值應(yīng)滿足:4分
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相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?商丘二模)如圖所示,將一根絕緣硬金屬導(dǎo)線彎曲成一個完整的正弦曲線形狀,它通過兩個小金屬環(huán)a、b與長直金屬桿導(dǎo)通,在外力F作用下,正弦形金屬線可以在桿上無摩擦滑動.桿的電阻不計,導(dǎo)線電阻為R,ab間距離為2L,導(dǎo)線組成的正弦圖形項部或底部到桿距離都是
L
2
.在導(dǎo)線和桿平面內(nèi)有一有界勻強磁場區(qū)域,磁場的寬度為2L,磁感應(yīng)強度為B.現(xiàn)在外力F作用下導(dǎo)線沿桿以恒定的速度v向右運動,在運動過程中導(dǎo)線和桿組成的平面始終與磁場垂直.t=0時刻導(dǎo)線從O點進入磁場,直到全部穿過磁場,外力F所做功為(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2012商丘聯(lián)考)如圖所示,將一根絕緣硬金屬導(dǎo)線彎曲成一個完整的正弦曲線形狀,它通過兩個小金屬環(huán)a、b與長直金屬桿導(dǎo)通,在外力F作用下,正弦形金屬線可以在桿上無摩擦滑動。桿的電阻不計,導(dǎo)線電阻為R,ab間距離為2L,導(dǎo)線組成的正弦圖形項部或底部到桿距離都是L/2。在導(dǎo)線和桿平面內(nèi)有一有界勻強磁場區(qū)域,磁場的寬度為2L,磁感應(yīng)強度為B. 現(xiàn)在外力F作用下導(dǎo)線沿桿以恒定的速度v向右運動,在運動過程中導(dǎo)線和桿組成的平面始終與磁場垂直。t=0時刻導(dǎo)線從O點進入磁場,直到全部穿過磁場,外力F所做功為

   A.  B. C.       

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科目:高中物理 來源:2013屆山東省濟寧市泗水一中高三12月月考質(zhì)量檢測物理試卷(帶解析) 題型:單選題

如圖所示,將一根絕緣硬金屬導(dǎo)線彎曲成—個完整的正弦曲線形狀,它通過兩個小金屬環(huán)a、b與長直金屬桿導(dǎo)通,在外力F作用下,正弦形金屬線可以在桿上無摩擦滑動。桿的電阻不計,導(dǎo)線電阻為R,ab間距離為2L,導(dǎo)線組成的正弦圖形頂部或底部到桿距離都是L/2。在導(dǎo)線和桿平面內(nèi)有一有界勻強磁場區(qū)域,磁場的寬度為2L,磁感應(yīng)強度為B。現(xiàn)在外力F作用下導(dǎo)線沿桿以恒定的速度v向右運動,在運動過程中導(dǎo)線和桿組成的平面始終與磁場垂直。t="0" 時刻導(dǎo)線從O點進入磁場,直到全部穿過磁場,外力F所做功為(   )

A.
B.
C.
D.

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科目:高中物理 來源:2012年浙江省杭州市高三3月月考物理卷 題型:選擇題

如圖所示,將一根絕緣硬金屬導(dǎo)線彎曲成一個完整的正弦曲線形狀,它通過兩個小金屬環(huán)與長直金屬桿導(dǎo)通,在外力 F作用下,正弦形金屬線可以在桿上無摩擦滑動。桿的電阻不計,導(dǎo)線電阻為R,ab間距離為2L,導(dǎo)線組成的正弦圖形頂部或底部到桿距離都是d。在導(dǎo)線和桿平面內(nèi)有一有界勻強磁場區(qū)域,磁場的寬度為L,磁感應(yīng)強度為B,F(xiàn)在外力F作用下導(dǎo)線沿桿以恒定的速度v向右運動,t=0時刻導(dǎo)線從O點進入磁場,直到全部穿過過程中,外力F所做功為(     )

 

A.      B.     C.      D.

 

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科目:高中物理 來源:2010-2011學年河南省商丘市高三第二次模擬考試理科物理卷 題型:選擇題

如圖所示,將一根絕緣硬金屬導(dǎo)線彎曲成一個完整的正弦曲線形狀,它通過兩個小金屬環(huán)a、b與長直金屬桿導(dǎo)通,在外力F作用下,正弦形金屬線可以在桿上無摩擦滑動。桿的電阻不計,導(dǎo)線電阻為R,ab間距離為2L,導(dǎo)線組成的正弦圖形項部或底部到桿距離都是L/2。在導(dǎo)線和桿平面內(nèi)有一有界勻強磁場區(qū)域,磁場的寬度為2L,磁感應(yīng)強度為B. 現(xiàn)在外力F作用下導(dǎo)線沿桿以恒定的速度v向右運動,在運動過程中導(dǎo)線和桿組成的平面始終與磁場垂直。t=0時刻導(dǎo)線從O點進入磁場,直到全部穿過磁場,外力F所做功為

   A.       B.         C.        D.

 

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