如圖所示,一光滑絕緣圓管軌道位于豎直平面內(nèi),半徑為0.2m.以圓管圓心O為原點(diǎn),在環(huán)面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系xOy,在第四象限加一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),其他象限加垂直于環(huán)面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一帶電量為+1.0C、質(zhì)量為0.1kg的小球(直徑略小于圓管直徑),從x坐標(biāo)軸上的b點(diǎn)由靜止釋放,小球剛好能順時(shí)針沿圓管軌道做圓周運(yùn)動(dòng).(重力加速度g取10m/s2
(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E;
(2)若第二次到達(dá)最高點(diǎn)a時(shí),小球?qū)壍狼『脽o(wú)壓力,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B;
(3)求小球第三次到達(dá)最高點(diǎn)a時(shí)對(duì)圓管的壓力.
(1)小球第一次剛好過(guò)最高點(diǎn),此時(shí)速度v1=0
根據(jù)動(dòng)能定理得,qER-mgR=0
E=
mg
q
=1N/C
(2)小球第二次過(guò)最高點(diǎn)是速度為v2,由動(dòng)能定理可知2qER-mgR=
1
2
m
v22

mg+qv2B=m
v22
R

以上兩式可解得B=
m
q
g
2R
=0.5T
(3)小球第三次過(guò)最高點(diǎn)時(shí)速度為,小球受圓管向下的壓力為FN
3qER-mgR=
1
2
m
v23

mg+qv3B+FN=m
v23
R

解得FN=(3-
2
)mg
=(3-
2
)
N
根據(jù)牛頓第三定律可知
小球第三次到達(dá)最高點(diǎn)a時(shí)對(duì)圓管的壓力為(3-
2
)
N方向豎直向上.
答:(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為1N/C.(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.5T.(3)小球第三次到達(dá)最高點(diǎn)a時(shí)對(duì)圓管的壓力為(3-
2
)
N,方向豎直向上.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

(13分)請(qǐng)完成以下兩個(gè)小題。
(1)在“探究恒力做功與物體的動(dòng)能改變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中備有下列器材:A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器;B天平;C.秒表;D.低壓交流電源;E.電池;F.紙帶;G細(xì)線、砝碼、小車、砝碼盤(pán); H.薄木板。
?其中多余的的器材是           ;缺少的器材是                  
?測(cè)量時(shí)間的工具是               ;測(cè)量質(zhì)量的工具是              。
?如圖所示是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的小車(質(zhì)量為m)在恒力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的紙帶,測(cè)量數(shù)據(jù)已用字母表示在圖中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T(mén)。請(qǐng)分析,利用這些數(shù)據(jù)能否驗(yàn)證動(dòng)能定理?若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由;若能,請(qǐng)說(shuō)出做法,并對(duì)這種做法做出評(píng)價(jià)。

(2)熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件,現(xiàn)在伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線,要求特性曲線盡可能完整。已知常溫下待測(cè)熱敏電阻的阻值約40Ω~50Ω。熱敏電阻和溫度計(jì)插入帶塞的保溫杯中,杯內(nèi)有一定量的冷水,其他備用的儀表和器具有:盛有熱水的水瓶(圖中未畫(huà)出)、電源(3V、內(nèi)阻可忽略)、直流電流表(內(nèi)阻約1)、直流電壓表(內(nèi)阻約5kΩ)、滑動(dòng)變阻器(0~10)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。

?圖中,a、b、c三條圖線能反映出熱敏電阻的伏安特性的曲線是         。
?在答題紙的虛線框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖(熱敏電阻在虛線框中已畫(huà)出),要求測(cè)量誤差盡可能小。
?根據(jù)電路圖,在答題紙中的實(shí)物圖上連線。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,滑塊在恒定的水平外力F=2mg的作用下,從水平軌道上的A點(diǎn)由靜止出發(fā)到B點(diǎn)時(shí)撤去外力,又沿豎直面內(nèi)的光滑半圓形軌道運(yùn)動(dòng),且恰好通過(guò)軌道最高點(diǎn)C,滑塊離開(kāi)半圓形軌道后又剛好落到原出發(fā)點(diǎn)A,求AB段與滑塊間的動(dòng)摩擦因數(shù).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,傾角為30°的直角三角形底邊長(zhǎng)為2l,底邊外在水平位置,斜邊為光滑絕緣導(dǎo)軌,現(xiàn)在底邊中點(diǎn)O處固定一正電荷Q,讓一個(gè)質(zhì)量為m的帶正電荷q從斜面頂端A沿斜面滑下(始終不脫離斜面),已測(cè)得它滑到仍在斜邊上的垂足D處的速度為v,加速度為a,方向沿斜面向下,問(wèn)該質(zhì)點(diǎn)滑到斜邊底端C點(diǎn)時(shí)的速度和加速度各為多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:多選題

水平面上甲、乙兩物體,在某時(shí)刻動(dòng)能相等,它們僅在摩擦力作用下停下來(lái),如圖中的a、b分別表示甲、乙兩物體的動(dòng)能E和位移x圖象,以下分析正確的是( 。
A.若甲、乙兩物體與水平面動(dòng)摩擦因數(shù)相同,則甲的質(zhì)量較大
B.若甲、乙兩物體與水平面動(dòng)摩擦因數(shù)相同,則乙的質(zhì)量較大
C.若甲、乙兩物體質(zhì)量相等,則甲與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)較大
D.若甲、乙兩物體質(zhì)量相等,則乙與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)較大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖1,初速度為零的電子流在平行金屬板M、N間被加速,平行金屬板M、N間的所加電壓按照?qǐng)D2規(guī)律變化,且加速電場(chǎng)離y軸距離足夠遠(yuǎn).電子開(kāi)始沿x軸運(yùn)動(dòng)沒(méi)有磁場(chǎng),到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)才有磁場(chǎng),電子進(jìn)入該磁場(chǎng)后均發(fā)生270°偏轉(zhuǎn)后沿y軸負(fù)方向射出打到x軸下方水平放置的熒光屏上,已知電子的質(zhì)量為m,電量為e,磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度大小為B,電子在金屬板M、N間加速時(shí)間極短,可認(rèn)為粒子在M、N間運(yùn)動(dòng)過(guò)程電壓不變,不計(jì)電子之間的相互作用及電子的重力.求:
(1)在t=0時(shí)進(jìn)入電場(chǎng)的電子在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大;
(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(3)粒子打到熒光屏上的區(qū)域范圍.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,讓擺球從圖中的 C位置由靜止開(kāi)始擺下,擺到最低點(diǎn)D處,擺線剛好被拉斷,小球在粗糙的 水平面上由D點(diǎn)向右做勻減速運(yùn)動(dòng),到達(dá)小A孔進(jìn)入半徑R=0.3m的 豎直放置的 光滑圓弧軌道,當(dāng)擺球進(jìn)入圓軌道立即關(guān)閉A孔.已知擺線長(zhǎng)L=2m,θ=60°,小球質(zhì)量為m=0.5kg,D點(diǎn)與小孔A的 水平距離s=2m,g取10m/s2.試求:
(1)求擺線能承受的最大拉力為多大?
(2)要使擺球能進(jìn)入圓軌道并且不脫離軌道,求粗糙水平面摩擦因數(shù)μ的范圍.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,長(zhǎng)木板及小鐵塊的質(zhì)量為M=m=1.0kg,木板的長(zhǎng)度L=2.25m,木板的a、b兩表面的粗糙程度不同.a(chǎn)表面與小鐵塊間的摩擦因數(shù)μ1=0.2,b表面與水平面間的摩擦因數(shù)μ2=0.5.開(kāi)始時(shí)木板靜止在水平面上,小鐵塊在木板的最左端以某一速度向右運(yùn)動(dòng),剛好能滑到木板的最右端.
(g=10m/s2)(提示:要注意判斷木板是否運(yùn)動(dòng))
(1)求小鐵塊的初速v0
(2)將木板翻轉(zhuǎn),b面向上,a面向下,小鐵塊與b面的摩擦因數(shù)μ1′=0.5,a面與水平面間的摩擦因數(shù)μ2′=0.2.小鐵塊仍以v0的速度從木板的左端向右滑,判斷小鐵塊能否滑到木板的最右端.若能,求出滑到右端時(shí)的速度.若不能求出它最終相對(duì)木板的位移.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,在水平向左、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,豎直固定著一根足夠長(zhǎng)的粗糙絕緣桿,桿上套著一個(gè)質(zhì)量為m、帶有電荷量-q的小圓環(huán),圓環(huán)與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.
(1)由靜止釋放圓環(huán),圓環(huán)沿桿下滑,求圓環(huán)下滑過(guò)程中受到的摩擦力f;
(2)若在勻強(qiáng)電場(chǎng)E的空間內(nèi)再加上磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),圓環(huán)仍由靜止開(kāi)始沿桿下滑.求:
①圓環(huán)剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a0的大;
②圓環(huán)下滑過(guò)程中的最大動(dòng)能Ek

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案