(10分).如圖所示,套在足夠長的絕緣粗糙直棒上的帶正電小球,其質(zhì)量為m,帶電量為q,小球可在棒上滑動,小球與棒的動摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)將此棒豎直放入沿水平方向的且互相垂直的勻強磁場和勻強電場中,設小球電量不變,電場強度為E,磁感應強度為B,小球沿棒由靜止開始下滑。

(1)試定性說明小球沿棒下滑的運動情況
(2)求小球下落的最大加速度
(3)求小球下落的最大速度
見解析
小球剛下落不久,v較小時,對小球受力分析,如圖所示。
 即v增大,a也逐漸增大,小球做加速度逐漸增大的加速運動。當,也即時加速度達到最大:

小球繼續(xù)下落,當時,對小球受力分析,如圖所示:
 即v增大,a逐漸減小,小球做加速度逐漸減小的加速運動。當,也即時速度達到最大:
本題考查帶電粒子在復合場中的偏轉(zhuǎn),小球剛下落不久,v較小時,對小球受力分析,此時小球受到電場力、支持力、摩擦力和洛倫茲力,由豎直方向的合力提供加速度,進行受力分析后,建立直角坐標系,寫出水平方向和豎直方向的合力公式,由受力平衡或牛頓第二定律列公式求解,小球繼續(xù)下落,當時,對小球受力分析,洛倫茲力較大,水平方向受力發(fā)生變化,同理由牛頓第二定律求得加速度表達式,當加速度等于零時速度最大,由洛倫茲力大小求得最大速度
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

一質(zhì)量為m、電量為q的帶電質(zhì)點,從y軸上y=h處的P1點以一定的水平初速度沿x軸負方向進入第二象限。然后經(jīng)過x軸上x=-2h處的P2點進入第三象限,帶電質(zhì)點恰好能做勻速圓周運動。之后經(jīng)過y軸上y=-2h處的P3點進入第四象限。已知重力加速度為g。求:
(1)粒子到達P2點時速度的大小和方向;
(2)第三象限空間中電場強度和磁感應強度的大小;
(3)帶電質(zhì)點在第四象限空間運動過程中最小速度的大小和方向

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)中,套有一個帶電-q、質(zhì)量m的小環(huán),整個裝置放在如圖所示的正交電磁場中,電場E=mg/q.當小環(huán)從大環(huán)頂無初速度下滑時,在滑過什么弧度時所受洛侖茲力最大 (     )
A.π/4B.π/2
C.3π/4D.π

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)質(zhì)量m=2.0×10-4kg、電荷量q=1.0×10-6C的帶正電微粒懸停在空間范圍足夠大的勻強電場中,電場強度大小為E1.在t=0時刻,電場強度突然增加到E2=4.0×103N/C,場強方向保持不變.到t=0.20s時刻再把電場方向改為水平向右,場強大小保持不變.取g=10m/s2.求:
(1)原來電場強度E1的大?
(2)t=0.20s時刻帶電微粒的速度大。
(3)帶電微粒運動速度水平向右時刻的動能?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖是等離子體發(fā)電機示意圖,平行金屬板間的勻強磁場的磁感強度B=0.5T,兩板間距離為0.20m,要使輸出電壓為220V,求等離子體垂直射入磁場的速度大小,并說明a、b中的哪點相當于電源的正極?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖14所示,虛線框中存在垂直紙面向外的勻強磁場B和平行紙面且與豎直平面夾角為斜向下的勻強電場E,有一質(zhì)量為m,電荷量為q的帶負電的小球在高為h處的P點從靜止開始自由下落,當小球運動到復合場內(nèi)時剛好做直線運動,那么(  )
A.小球在復合場中一定做勻速直線運動
B.磁感應強度,場強
C.若換成帶正電的小球,小球仍可能做直線運動
D.若同時改變小球的比荷與初始下落高度h,小球仍能沿直線通過復合場

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(15分)如圖所示,處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距m,導軌平面與水平面成角,上端連接阻值為的電阻.勻強磁場方向與導軌平面垂直,磁感應強度T.質(zhì)量為kg、電阻為的金屬棒,以初速度從導軌底端向上滑行,金屬棒在安培力和一平行于導軌平面的外力的共同作用下做勻變速直線運動,速度-時間圖像如圖所示.設金屬棒與導軌垂直并保持良好接觸,它們之間的動摩擦因數(shù)為.(m/s2,),求:

(1)金屬棒產(chǎn)生的感應電動勢的最大值和電阻消耗的最大功率?
(2)當金屬棒速度為向上3m/s時施加在金屬棒上外力F的大小和方向?
(3)請求出金屬棒在整個運動過程中外力隨時間t變化的函數(shù)關系式.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(14分)如圖所示,足夠長的光滑絕緣斜面與水平面的夾角為α(sinα=0.6),放在勻強電場和勻強磁場中,電場強度E="50" V/m,方向水平向左,磁場方向垂直紙面向外.一個電荷量為q=4×10-2C,質(zhì)量m="0.40" kg的光滑小球,以初速度v0="20" m/s從斜面底端向上滑,然后又下滑,共經(jīng)過3 s脫離斜面,求磁場的磁感應強度.(g取10 m/s2)

查看答案和解析>>

同步練習冊答案