題目列表(包括答案和解析)
如圖16所示,一根光滑的絕緣斜槽連接一個(gè)豎放置的半徑為R=0.50m的圓形絕緣光滑
槽軌。槽軌處在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T。有一個(gè)質(zhì)量m=0.10g,帶電量為q=+1.6×10-3C的小球在斜軌道上某位置由靜止自由下滑,若小球恰好能通過(guò)最高點(diǎn),則下列說(shuō)法中正確的是(重力加速度取10m/s2) ( )
A.小球在最高點(diǎn)只受到洛倫茲力和重力的作用
B.小球從初始靜止到達(dá)最高點(diǎn)的過(guò)程中機(jī)械能守恒
C.若小球到最高點(diǎn)的線(xiàn)速度為v,小球在最高點(diǎn)時(shí)的關(guān)系式成立
D.小球滑下初位置離軌道最低點(diǎn)為m
如圖所示,半徑R=0.8 m的光滑絕緣軌道固定于豎直平面內(nèi),加上一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),帶電小球剛好能沿軌道內(nèi)側(cè)做完整的圓周運(yùn)動(dòng),小球動(dòng)能最大的位置在A點(diǎn)(θ未知),若小球的最大動(dòng)能比最小動(dòng)能多16 J,空氣阻力不計(jì)。試求:
(1)小球的最小動(dòng)能為多少?
(2)若小球在動(dòng)能最小位置時(shí)突然撤去軌道,并保持其他量都不變,則小球0.4 s時(shí),其動(dòng)能與在A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相等,小球的質(zhì)量為多少?
圖4-2-16
兩位同學(xué)是這樣求出小球的最大速度的:
甲同學(xué):B是軌道的最低點(diǎn),小球過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度最大,小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程機(jī)械能守恒,mgR=mv2,解得小球在滑動(dòng)過(guò)程中的最大速度為v=.
乙同學(xué):B是軌道的最低點(diǎn),小球過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度最大,小球在B點(diǎn)受到軌道的支持力為N=2mg.由牛頓第二定律有FN-mg=m,解得球在滑動(dòng)過(guò)程中的最大速度為v=.
請(qǐng)分別指出甲、乙同學(xué)的分析是否正確,若有錯(cuò),將最主要的錯(cuò)誤指出來(lái),解出正確的答案,并說(shuō)明電場(chǎng)的方向.
(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(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)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(diǎn))放在水平軌道上與B端距離s =5R的位置A,由于受到電場(chǎng)力的作用帶電體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的C端時(shí),速度恰好為零。已知該帶電體所受電場(chǎng)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(yùn)動(dòng)的加速度大小及運(yùn)動(dòng)到B端時(shí)的速度大小;
(2)帶電體運(yùn)動(dòng)剛剛經(jīng)過(guò)圓弧形軌道的B點(diǎn)瞬間時(shí)對(duì)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(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電場(chǎng)力和摩擦力帶電體所做的功各是多少。
(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(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)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(diǎn))放在水平軌道上與B端距離s =5R的位置A,由于受到電場(chǎng)力的作用帶電體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的C端時(shí),速度恰好為零。已知該帶電體所受電場(chǎng)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(yùn)動(dòng)的加速度大小及運(yùn)動(dòng)到B端時(shí)的速度大小;
(2)帶電體運(yùn)動(dòng)剛剛經(jīng)過(guò)圓弧形軌道的B點(diǎn)瞬間時(shí)對(duì)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(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電場(chǎng)力和摩擦力帶電體所做的功各是多少。
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