(12分)如圖所示,水平地面上有一輛固定有豎直光滑絕緣管的小車(chē),管的底部有一質(zhì)量m=0.2g、電荷量q=8×10-5C的小球,小球的直徑比管的內(nèi)徑略小.在管口所在水平面MN的下方存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B1= 15T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),MN面的上方還存在著豎直向上、場(chǎng)強(qiáng)E=25V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng).現(xiàn)讓小車(chē)始終保持v=2m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng),以帶電小球剛經(jīng)過(guò)場(chǎng)的邊界PQ為計(jì)時(shí)的起點(diǎn),測(cè)得小球?qū)軅?cè)壁的彈力FN隨高度h變化的關(guān)系如圖所示.g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力.求:

(1)小球剛進(jìn)入磁場(chǎng)B1時(shí)的加速度大小a;

(2)絕緣管的長(zhǎng)度L;

(3)小球離開(kāi)管后再次經(jīng)過(guò)水平面MN時(shí)距管口的距離

 

【答案】

(1)2m/s2(2)1m(3)()m

【解析】

試題分析:(1)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,豎直方向小球受重力和恒定的洛倫茲力f1,故小球在管中豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度設(shè)為a,由牛頓第二定律 而 

(2)由小球?qū)軅?cè)壁的彈力FN隨高度h變化的圖象知,在小球運(yùn)動(dòng)到管口時(shí),F(xiàn)N=2.4×103N,設(shè)v1為小球豎直分速度及由v1使小球受到的洛倫茲力,則 

由水平方向平衡知,即

解得 

由豎著方向小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)=1m

(3)小球離開(kāi)管口進(jìn)入復(fù)合場(chǎng),其中qE=2×103N,mg=2×103N.

故電場(chǎng)力與重力平衡,小球在復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),合速度與MN成45°角,m/s軌道半徑為R,此時(shí)洛倫茲力充當(dāng)向心力 得

小球離開(kāi)管口開(kāi)始計(jì)時(shí),到再次經(jīng)過(guò)

MN所通過(guò)的水平距離由幾何關(guān)系得

對(duì)應(yīng)時(shí)間

小車(chē)運(yùn)動(dòng)距離為x2m

故△x= x1- x2=()m

考點(diǎn):牛頓第二定律 洛倫茲力 電場(chǎng)力 勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(2008?汝城縣模擬)如圖所示,水平地面上的木塊在拉力F的作用下,向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),則F與物體受到的地面對(duì)它的摩擦力的合力方向?yàn)椋ā 。?/div>

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(2011?東莞模擬)如圖所示,水平地面上的物體A在斜向上的拉力F的作用下,向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),則關(guān)于下列物體受力情況的說(shuō)法中正確的是( 。

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如圖所示,水平地面上豎直地固定著一個(gè)光滑的圓環(huán),一個(gè)質(zhì)量為m的小球套在環(huán)上,圓環(huán)最高點(diǎn)有一小孔,細(xì)線一端被人牽著,另一端穿過(guò)小孔與小球相連,使球靜止于A處,此時(shí)細(xì)線與豎直成θ角,重力加速度為g,則不正確的說(shuō)法是( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,水平地面上有一輛小車(chē),車(chē)上固定一個(gè)豎直光滑絕緣管,管的底部有一質(zhì)量m1=0.2g、電荷量q=8×10-5C的帶正電小球,小球的直徑比管的內(nèi)徑略。诠芸谒谒矫鍹N的下方存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=15T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),MN面的上方還存在著豎直向上、場(chǎng)強(qiáng)E=25V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),現(xiàn)讓小車(chē)始終保持vx=2m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng),以帶電小球剛經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的邊界PQ為計(jì)時(shí)的起點(diǎn),測(cè)得小球在管內(nèi)運(yùn)動(dòng)的這段時(shí)間為t=1s,g取10/s2,不計(jì)空氣阻力. 
(1)求小球進(jìn)入磁場(chǎng)B1時(shí)的加速度a的大。
(2)求小球離開(kāi)管口時(shí)的速度v的大。
(3)若小球離開(kāi)管口后,求該小球離開(kāi)MN平面的最大距離是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,水平地面上有一斜面體A,在A上放一物體B.現(xiàn)對(duì)物體B施加一個(gè)沿斜面向上且從零逐漸增大的力F,若A、B始終與地面保持相對(duì)靜止,則( 。

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