【題目】在豎直平面直角坐標(biāo)系xoy內(nèi)，第Ⅰ象限存在沿軸正方向的勻強(qiáng)電場，第Ⅲ、Ⅳ象限存在沿軸正方向的勻強(qiáng)電場()，第Ⅳ象限內(nèi)還存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場，第Ⅲ象限內(nèi)存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場.一帶正電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從坐標(biāo)原點(diǎn)O以某一初速度進(jìn)入光滑的半圓軌道，半圓軌道在O點(diǎn)與軸相切且直徑與軸重合，如圖所示，小球恰好從軌道最高點(diǎn)A垂直于y軸飛出進(jìn)入第Ⅰ象限的勻強(qiáng)電場中，偏轉(zhuǎn)后經(jīng)軸上處的P點(diǎn)進(jìn)入第Ⅳ象限磁場中，然后從y軸上Q點(diǎn)(未畫出)與y軸正方向成60°角進(jìn)入第Ⅲ象限磁場，最后從O點(diǎn)又進(jìn)入第一象限電場.已知小球的質(zhì)量為m，電荷量為q，圓軌道的半徑為R，重力加速度為g.求:

（1）小球的初速度大小；

（2）電場強(qiáng)度的大小；

（3）與的比值。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】（1）小球恰好從軌道最高點(diǎn)A垂直于y軸飛出，則小球在A點(diǎn)軌道對小球的作用力為零，即重力作為向心力，則有：mg＝；
又有小球在光滑軌道上運(yùn)動(dòng)，只有重力做功，那么機(jī)械能守恒，所以有：

mv2＝mg2R+mvA2＝2mgR+mgR=mgR；
解得：v＝；
（2）小球在第一象限只收電場力和重力的作用，合外力F=mg-qE1，方向豎直向下，故小球做類平拋運(yùn)動(dòng)；
在水平方向上有：x=vAt；
在豎直方向上有：2R＝at2＝t2；
所以，；
（3）由（2）可得小球進(jìn)入第四象限時(shí)速度v′的水平分量為：v′x＝vA＝；

v′的豎直分量為：v′y＝at＝；
所以，v′＝2，v′與x軸正向之間的夾角為60°；
小球在第三、第四象限所受的電場力F電=qE2=mg，故小球的合外力為洛倫茲力，所以，小球在洛倫茲力的作用下做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，

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，P、Q是固定在豎直平面內(nèi)的一段內(nèi)壁光滑彎管的兩端，P、Q間的水平距離為d.直徑略小于彎管內(nèi)徑的小球，以速度從P端水平射入彎管，從Q端射出，在穿過彎管的整個(gè)過程中小球與彎管無擠壓.若小球從靜止開始由P端滑入彎管，經(jīng)時(shí)間t恰好以速度從Q端射出.重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，那么

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，Q是帶正電的點(diǎn)電荷，P1、P2為其電場中的兩點(diǎn)．若E1、E2為P1、P2兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小，φ1、φ2為P1、P2兩點(diǎn)的電勢，則(　　)

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A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩平行的光滑導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間距離為L，金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌，金屬棒兩端與導(dǎo)軌接觸良好，在導(dǎo)軌左端接入阻值為R的定值電阻，整個(gè)裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。與R相連的導(dǎo)線、導(dǎo)軌和金屬棒的電阻均可忽略不計(jì)。用平行于導(dǎo)軌向右的大小為F的力拉金屬棒，使金屬棒以大小為v的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，（ ）

A. 金屬棒ab相當(dāng)于電源，其a端相當(dāng)于電源負(fù)極

B. 拉力F=

C. 回路中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向流動(dòng)

D. 定值電阻消耗的電功率

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)測量阻值約為25kΩ的電阻Rx，現(xiàn)備有下列器材：

A．電流表（量程100 μA，內(nèi)阻約為200Ω）；

B．電流表（量程500 μA，內(nèi)阻約為300Ω）；

C．電壓表（量程15 V，內(nèi)阻約為100kΩ）；

D．電壓表（量程50 V，內(nèi)阻約為500kΩ）；

E．直流電源（20 V，允許最大電流1 A）；

F．滑動(dòng)變阻器（最大阻值1 kΩ）；

G．開關(guān)和導(dǎo)線若干．

（1）電流表應(yīng)選_________，電壓表應(yīng)選_________．（填字母代號）

（2）請?jiān)谔摼�框中畫出測量Rx阻值的實(shí)驗(yàn)電路圖．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，長均為d的兩正對平行金屬板MN、PQ水平放置，板間距離為2d，板間有正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，一帶電粒子從MP的中點(diǎn)O垂直于電場和磁場方向以v0射入，恰沿直線從NQ的中點(diǎn)A射出；若撤去電場，則粒子從M點(diǎn)射出（粒子重力不計(jì)）．以下說法正確的是

A. 該粒子帶負(fù)電

B. 該粒子帶正電、負(fù)電均可

C. 若撤去磁場，則粒子射出時(shí)的速度大小為2v0

D. 若撤去磁場，則粒子射出時(shí)的速度大小為v0

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，a、b、c、是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)行的3顆人造衛(wèi)星，下列說法正確的是（ ）

A. b、c的線速度大小相等，且大于a的線速度

B. a加速可能會(huì)追上b

C. c加速可追上同一軌道上的b、b減速可等到同一軌道上的c

D. a衛(wèi)星由于某種原因，軌道半徑緩慢減小，仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則其線速度將變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，半徑R = 1.0m的四分之一圓弧形光滑軌道豎直放置，圓弧最低點(diǎn)B與長為L＝0.5m的水平面BC相切于B點(diǎn)，BC離地面高h = 0.45m，C點(diǎn)與一傾角為θ = 37°的光滑斜面連接，質(zhì)量m＝1.0 kg的小滑塊從圓弧上某點(diǎn)由靜止釋放，到達(dá)圓弧B點(diǎn)時(shí)小滑塊對圓弧的壓力剛好等于其重力的2倍,當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)與一個(gè)質(zhì)量M=2.0kg的小球正碰，碰后返回恰好停在B點(diǎn)，已知滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)＝0.1。（sin37°=0.6 cos37°=0.8, g取l0 m/s2）

求：

（1）小滑塊應(yīng)從圓弧上離地面多高處釋放；

（2）小滑塊碰撞前與碰撞后的速度；

（3）碰撞后小球的速度；

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，有一固定在水平面的平直軌道，該軌道由白色軌道和黑色軌道交替排列并平滑連接而成。各段軌道的編號已在圖中標(biāo)出。僅黑色軌道處在豎直向上的勻強(qiáng)電場中，一不帶電的小滑塊A靜止在第1段軌道的最左端，絕緣帶電小滑塊B靜止在第1段軌道的最右端。某時(shí)刻給小滑塊A施加一水平向右的恒力F，使其從靜止開始沿軌道向右運(yùn)動(dòng)，小滑塊A運(yùn)動(dòng)到與小滑塊B碰撞前瞬間撤去小滑塊A所受水平恒力。滑塊A、B碰撞時(shí)間極短，碰后粘在一起沿軌道向右運(yùn)動(dòng)。已知白色軌道和黑色軌道各段的長度均為L=0.10m，勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的大小E=1.0×104N/C；滑塊A、B的質(zhì)量均為m=0.010kg，滑塊A、B與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相等，均為μ=0.40，絕緣滑塊B所帶電荷量q=+1.0×10-5C，小滑塊A與小滑塊B碰撞前瞬間的速度大小v=6.0m/s。A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)（忽略它們的尺寸大小），且不計(jì)A、B間的靜電力作。在A、B粘在一起沿軌道向右運(yùn)動(dòng)過程中電荷量保持不變，取重力加速度g =10m/s2。

（1）求F的大小；

（2）碰撞過程中滑塊B對滑塊A的沖量；

（3）若A和B最終停在軌道上編號為k的一段，求k的數(shù)值。

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