(16分)如圖所示,在空間存在著水平向右、場強為E的勻強電場,同時存在著豎直向上、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場.在這個電、磁場共存的區(qū)域內(nèi)有一足夠長的絕緣桿沿水平方向放置,桿上套有一個質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的金屬環(huán).已知金屬環(huán)與絕緣桿間的動摩擦因數(shù)為,且mg<gE.現(xiàn)將金屬環(huán)由靜止釋放,設(shè)在運動過程中金屬環(huán)所帶電荷量不變.

(1)試定性說明金屬環(huán)沿桿的運動情況;

(2)求金屬環(huán)運動的最大加速度的大;

(3)求金屬環(huán)運動的最大速度的大小.

(16分)

(1)金屬環(huán)做一個加速度逐漸減小的加速運動,達到最大速度后做勻速運動.(4分)

(2)開始時金屬環(huán)速度為零,所受的摩擦力為最小,此時

金屬環(huán)所受的合外力最大,根據(jù)牛頓第二定律,  (3分)

得金屬環(huán)的最大加速度.  (1分)

 (3)當摩擦力時,金屬環(huán)所受的合外力為零,金屬環(huán)達到最大速度,

則此時所受的洛倫茲力為,方向垂直紙面向外.

因此,桿對金屬環(huán)的彈力為,  (4分)

當金屬環(huán)達到最大速度時有, (3分)

解得。   (1分)

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

(08年廣東實驗中學三模) (16分)如圖所示,在同時存在勻強電場和勻強磁場的空間中取正交坐標系Oxyzx軸正方向水平向右,y軸正方向豎直向上).勻強磁場方向與Oxy平面平行,且與x軸的夾角為,重力加速度為g.一質(zhì)量為m、電荷量為的帶電質(zhì)點沿平行于z軸正方向以速度v0做勻速直線運動.

(1求電場強度的最小值及對應(yīng)的磁感應(yīng)強度;

(2若電場強度為最小值,當帶電質(zhì)點通過y軸上的點時,撤去勻強磁場,求帶電質(zhì)點落在oxz平面內(nèi)的位置.

(3)現(xiàn)需求解在(2)中帶電質(zhì)點到達oxz平面內(nèi)的速度大小,試說明能否運用機械能守恒定律求解.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(共16分)如圖所示,MNPQ為豎直方向的兩平行長直金屬導(dǎo)軌,間距l為0.40m,電阻不計. 導(dǎo)軌所在平面與磁感慶強度B=5.0T的勻強磁場垂直。質(zhì)量m=6.0×102kg、電阻r=0.5Ω的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌,并與其保持光滑接觸。導(dǎo)軌兩端分別接有阻值均為3.0Ω的電阻R1R2。重力加速度取10m/s2,且導(dǎo)軌足夠長,若使金屬桿ab從靜止開始下滑,求:

   (1)桿下滑的最大速率vm;

   (2)穩(wěn)定后整個電路耗電的總功率P;

   (3)桿下滑速度穩(wěn)定之后電阻R2兩端的電壓U.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(共16分)如圖所示,MNPQ為豎直方向的兩平行長直金屬導(dǎo)軌,間距l為0.40m,電阻不計. 導(dǎo)軌所在平面與磁感慶強度B=5.0T的勻強磁場垂直。質(zhì)量m=6.0×102kg、電阻r=0.5Ω的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌,并與其保持光滑接觸。導(dǎo)軌兩端分別接有阻值均為3.0Ω的電阻R1R2。重力加速度取10m/s2,且導(dǎo)軌足夠長,若使金屬桿ab從靜止開始下滑,求:

   (1)桿下滑的最大速率vm;

   (2)穩(wěn)定后整個電路耗電的總功率P;

   (3)桿下滑速度穩(wěn)定之后電阻R2兩端的電壓U.

 

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:2012-2013學年廣東省汕頭市金山中學高二10月月考物理試卷(帶解析) 題型:計算題

(16分)、如圖所示,水平絕緣光滑軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接,圓弧的半徑為R。在軌道所在空間存在水平向右的勻強電場,電場強度E,現(xiàn)有一質(zhì)量為m,帶電荷量為q的帶電體(可視為質(zhì)點)放在水平軌道上與B端距離s =5R的位置A,由于受到電場力的作用帶電體由靜止開始運動,當運動到圓弧形軌道的C端時,速度恰好為零。已知該帶電體所受電場力大小為重力的,重力加速度為g,求:

(1)帶電體在水平軌道上運動的加速度大小及運動到B端時的速度大小;
(2)帶電體運動剛剛經(jīng)過圓弧形軌道的B點瞬間時對圓弧軌道的壓力大小;
(3)帶電體沿圓弧形軌道從B到C的運動過程中,電場力和摩擦力帶電體所做的功各是多少。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:2014屆廣東省汕頭市高二10月月考物理試卷(解析版) 題型:計算題

(16分)、如圖所示,水平絕緣光滑軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接,圓弧的半徑為R。在軌道所在空間存在水平向右的勻強電場,電場強度E,現(xiàn)有一質(zhì)量為m,帶電荷量為q的帶電體(可視為質(zhì)點)放在水平軌道上與B端距離s =5R的位置A,由于受到電場力的作用帶電體由靜止開始運動,當運動到圓弧形軌道的C端時,速度恰好為零。已知該帶電體所受電場力大小為重力的,重力加速度為g,求:

(1)帶電體在水平軌道上運動的加速度大小及運動到B端時的速度大;

(2)帶電體運動剛剛經(jīng)過圓弧形軌道的B點瞬間時對圓弧軌道的壓力大。

(3)帶電體沿圓弧形軌道從B到C的運動過程中,電場力和摩擦力帶電體所做的功各是多少。

 

查看答案和解析>>

同步練習冊答案