如圖所示的豎直平面內(nèi)有范圍足夠大、水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),在虛線的左側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,一絕緣軌道由兩段直桿和一半徑為R的半圓環(huán)組成,固定在紙面所在的豎直平面內(nèi),PQ、MN水平且足夠長(zhǎng),半圓環(huán)MAP在磁場(chǎng)邊界左側(cè),P、M點(diǎn)在磁場(chǎng)邊界線上,NMAP段光滑,PQ段粗糙.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小環(huán)套在MN桿上,它所受到的電場(chǎng)力為重力的1/2.現(xiàn)將小環(huán)從M點(diǎn)右側(cè)的D點(diǎn)由靜止釋放,小環(huán)剛好能到達(dá)P點(diǎn).

(1)求D、M間距離x0;
(2)求上述過程中小環(huán)第一次通過與O等高的A點(diǎn)時(shí)半圓環(huán)對(duì)小環(huán)作用力的大;
(3)若小環(huán)與PQ間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ(設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等),現(xiàn)將小環(huán)移至M點(diǎn)右側(cè)5R處由靜止釋放,求小環(huán)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力所做的功.
(1)4R (2)qBmg (3) mgR
(1)小環(huán)從D點(diǎn)經(jīng)M點(diǎn)到P點(diǎn),由動(dòng)能定理得
qEx0-mg×2R=0
得x0=4R.
(2)設(shè)小環(huán)到A點(diǎn)時(shí)的速度為v,有
qE(x0+R)-mgR=mv2
在A點(diǎn)由牛頓第二定律得
FN-qBv-qE=m
得FN=qBmg.
(3)①若μmg≥qE,即μ≥,小環(huán)在PQ上運(yùn)動(dòng)到某點(diǎn)速度為零后靜止,設(shè)距P點(diǎn)距離為x,則
qE(5R-x)-mg×2R-μmgx=0
得x=R
則WfmgR
②若μmg<qE,最后小環(huán)在PD間做往復(fù)運(yùn)動(dòng),有
qE×5R-mg×2R-W=0
得W=mgR.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

對(duì)于靜止在光滑水平面上的物體施加一水平拉力,當(dāng)力剛開始作用的瞬間
A.物體立即獲得速度B.物體立即獲得加速度
C.物體同時(shí)獲得速度和加速度D.由于物體未來得及運(yùn)動(dòng),所以速度和加速度都為零

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

為減少二氧化碳排放,我市已推出新型節(jié)能環(huán)保電動(dòng)車。在檢測(cè)某款電動(dòng)車性能的實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量8×102 kg的電動(dòng)車由靜止開始沿平直公路行駛,達(dá)到的最大速度為15 m,/s,利用傳感器測(cè)得此過程中不同時(shí)刻電動(dòng)車的牽引力F與對(duì)應(yīng)的速度v,并描繪出如圖所示的圖像(圖中AB、BO均為直線),假設(shè)電動(dòng)車行駛中所受阻力恒為車重的0.05倍,重力加速度取10m/s2。則

A.該車起動(dòng)后,先做勻加速運(yùn)動(dòng),然后做勻速運(yùn)動(dòng)
B.該車起動(dòng)后,先做勻加速運(yùn)動(dòng)、然后做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),接著傲勻速運(yùn)動(dòng)
C.該車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是1.2 s
D.該車加速度為0.25m/s2時(shí),動(dòng)能是4×l04 J

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

2013年6月20日,航天員王亞平進(jìn)行了太空授課,她用天宮一號(hào)上的質(zhì)量測(cè)量?jī)x現(xiàn)身說教。航天員聶海勝把自己固定在支架一端,王亞平輕輕拉開支架然后把手松開,支架便在彈簧的作用下回復(fù)原位。LED顯示器上顯示聶海勝的質(zhì)量是74kg。此次測(cè)質(zhì)量的原理你認(rèn)為是利用了
A.二力平衡B.牛頓第二定律C.能量守恒定律D.慣性

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,物體在一個(gè)沿斜面的拉力F的作用下,以一定的初速度沿傾角為30°的斜面向上做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度的大小為a=3 m/s2,物體在沿斜面向上的運(yùn)動(dòng)過程中,以下說法正確的有(  )
A.物體的機(jī)械能守恒
B.物體的機(jī)械能增加
C.F與摩擦力所做功的總和等于物體動(dòng)能的減少量
D.F與摩擦力所做功的總和等于物體機(jī)械能的增加量

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,質(zhì)量為M的斜劈形物體放在水平地面上,質(zhì)量為m的物塊以某一初速沿斜劈的粗糙斜面向上滑動(dòng),至速度為零后又加速返回,而斜劈始終保持靜止。在物塊向上、向下滑動(dòng)的整個(gè)過程中(     )
A.地面對(duì)斜劈的摩擦力方向先向左后向右
B.地面對(duì)斜劈的摩擦力方向沒有改變
C.地面對(duì)斜劈的支持力始終大于(M+m)g
D.地面對(duì)斜劈的支持力始終等于(M+m)g

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(14分)如圖所示,足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌ab、cd固定在豎直平面內(nèi),導(dǎo)軌間距為l,b、c兩點(diǎn)間接一阻值為R的電阻.ef是一水平放置的導(dǎo)體桿,其質(zhì)量為m、有效電阻值為R,桿與ab、cd保持良好接觸。整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直·現(xiàn)用一豎直向上的力F拉導(dǎo)體桿,使導(dǎo)體桿從靜止開始做加速度為的勻加速直線運(yùn)動(dòng),在上升高度為h的過程中,拉力做功為W,g為重力加速度,不計(jì)導(dǎo)軌電阻及感應(yīng)電流間的相互作用.求:

(1)導(dǎo)體桿上升到h時(shí)所受拉力F的大小;
(2)導(dǎo)體桿上升到h過程中通過桿的電量;
(3)導(dǎo)體桿上升到h過程中bc間電阻R產(chǎn)生的焦耳熱.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(8分)下圖為某小型企業(yè)的一道工序示意圖,圖中一樓為原料車間,二樓為生產(chǎn)車間.為了節(jié)約能源,技術(shù)人員設(shè)計(jì)了一個(gè)滑輪裝置用來運(yùn)送原料和成品,在二樓生產(chǎn)的成品裝入A箱,在一樓將原料裝入B箱,而后由靜止釋放A箱,若A箱與成品的總質(zhì)量為M,B箱與原料的總質(zhì)量為m(m<M),這樣在A箱下落的同時(shí)會(huì)將B箱拉到二樓生產(chǎn)車間,當(dāng)B箱到達(dá)二樓平臺(tái)時(shí)可被工人接住,若B箱到達(dá)二樓平臺(tái)時(shí)沒有被工人接住的話,它可以繼續(xù)上升h高度速度才能減小到零.不計(jì)繩與滑輪間的摩擦及空氣阻力,重力加速度為g,求:
(1)一樓與二樓的高度差H;
(2)在AB箱同時(shí)運(yùn)動(dòng)的過程中繩對(duì)B箱的拉力大。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

關(guān)于速度、加速度、合力間的關(guān)系,正確的是(  )
A.物體的速度越大,則物體的加速度越大,所受合力也越大
B.物體的速度為零,則物體的加速度一定為零,所受合力也為零
C.物體的速度為零,加速度可能很大,所受的合力也可能很大
D.物體的速度很大,加速度一定很大,所受的合力可能為零

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