精英家教網(wǎng)如圖所示,下端封閉、上端開口、內(nèi)壁光滑的細玻璃管豎直放置,管底有一帶電的小球,整個裝置以水平向右的速度v勻速運動,沿垂直于磁場的方向進入方向水平的勻強磁場,由于水平拉力F的作用,玻璃管在磁場中的速度保持不變,最終小球從上端開口飛出,小球的電荷量始終保持不變,則從玻璃管進入磁場到小球運動到上端開口的過程中,關(guān)于小球運動的加速度a、沿豎直方向的速度vy、拉力F以及管壁對小球的彈力做功的功率P隨時間t變化的圖象分別如下圖所示,其中正確的是( 。
分析:對小球進行受力分析,根據(jù)小球的受力情況判斷,由牛頓第二定律求出加速度,判斷加速度與速度如何變化;對玻璃管受力分析,看拉力如何變化;最后由P=Fv判斷管壁對小球彈力的功率如何變化.
解答:精英家教網(wǎng)解:A、以小球為研究對象,受力如圖所示,由于小球隨玻璃管在水平方向做勻速直線運動,則豎直方向的洛倫茲力F1=qvB是恒力,
由牛頓第二定律得:qvB-mg=ma,a=
qvB
m
-g,小球的加速度不隨時間變化,恒定不變,故A錯誤;
B、由A可知,小球在豎直方向上的加速度不變,小球做初速度為零的勻加速直線運動,豎直方向的速度vy=at隨時間均勻增加,故B錯誤;
C、小球在水平方向受到的F2=qvyB=qaBt,小球在水平方向做勻速直線運動,由平衡條件得:FN=qaBt,玻璃管對小球的彈力FN與小球?qū)ΣAЧ艿淖饔昧N′是作用力與反作用力,由牛頓第三定律得:FN′=FN=qaBt,玻璃管在水平方向上受拉力F與FN′作用做勻速直線運動,則F=FN′=qaBt,即F=qaBt,由此可知,拉力F與時間t成正比,故C錯誤;
D、管壁對小球的彈力做功的功率P=FNv=qavBt,P與t成正比,故D正確;
故選D.
點評:對小球正確受力分析、判斷出小球的運動狀態(tài)是正確解題的關(guān)鍵.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2010?江西二模)如圖所示,下端封閉、上端開口、內(nèi)壁光滑的細玻璃管豎直放置,管底有一帶電的小球.整個裝置以水平向右的速度勻速運動,垂直于磁場方向進入方向水平的勻強磁場,由于外力的作用,玻璃管在磁場中的速度保持不變,最終小球從上端開口飛出,小球的電荷量始終保持不變,則從玻璃管進入磁場到小球運動到上端開口的過程中( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2005?濟南二模)如圖所示,下端封閉,上端開口、高h=5m內(nèi)壁光滑的細玻璃管豎直放置,管底有一質(zhì)量m=10g、電荷量q=0.2c的小球.整個裝置以v=5m/s的速度沿垂直于磁場方向進入B=0.2T、方向水平的勻強磁場,由于外力的作用,玻璃管在磁場中的速度保持不變,最終小球從上端管口飛出.取g=10m/s2.求:
(1)小球的電性
(2)小球在管中運動的時間
(3)小球在管中運動的過程中增加的機械能.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(12分)如圖所示,下端封閉、上端開口,高h=5m,內(nèi)壁光滑的細玻璃管豎直放置,管底有質(zhì)量m=10g,電荷量q=0.2C的小球,整個裝置以v=5m/s的速度沿垂直于磁場方向進入B=0.2T,方向垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場,由于外力的作用,玻璃管在磁場中的速度保持不變,最終小球從上端管口飛出。g取10m/s2.求

(1)     小球的電性。

(2)     小球在管中的運動時間。

(3)     小球在管中運動過程中增加的機械能。

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科目:高中物理 來源:2012屆四川省成都市六校協(xié)作高二下學(xué)期期中考試物理試題 題型:計算題

如圖所示,下端封閉、上端開口、高h=5m內(nèi)壁光滑的細玻璃管豎直放置,管底有一質(zhì)量m=10g、電荷量q=O.2C的小球.整個裝置以u=5m/s的速度沿垂直于磁場方向進入B=0.2T、方向水平的勻強磁場,由于外力的作用,玻璃管在磁場中的速度保持不變,最終小球從上端管口飛出.取g=10m/s2.求:

(1)小球的帶電性;

(2)小球在管中運動的時間;

(3)小球在管內(nèi)運動過程中增加的機械能

 

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