【題目】如圖,絕緣粗糙的豎直平面MN左側(cè)同時存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場,電場方向水平向右,電場強度大小為E,磁場方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強度大小為B,一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點由靜止開始沿MN下滑,到達C點時離開MN做曲線運動。A、C兩點間距離為h,重力加速度為g。
(1)求小滑塊運動到C點時的速度大小vc;
(2)求小滑塊從A點運動到C點過程中克服摩擦力做的功Wf;
(3)若D點為小滑塊在電場力、洛倫茲力及重力作用下運動過程中速度最大的位置,當小滑塊運動到D點時撤去磁場,此后小滑塊繼續(xù)運動到水平地面上的P點.已知小滑塊在D點時的速度大小為vD,從D點運動到P點的時間為t,求小滑塊運動到P點時速度的大小vp.
【答案】(1)小滑塊運動到C點時的速度大小vc為;
(2)小滑塊從A點運動到C點過程中克服摩擦力做的功Wf為mgh﹣;
(3)小滑塊運動到P點時速度的大小vp為.
【解析】試題分析:小滑塊到達C點時離開MN,此時與MN間的作用力為零,對小滑塊受力分析計算此時的速度的大;由動能定理直接計算摩擦力做的功Wf;撤去磁場后小滑塊將做類平拋運動,根據(jù)分運動計算最后的合速度的大;
(1)由題意知,根據(jù)左手定則可判斷,滑塊在下滑的過程中受水平向左的洛倫茲力,當洛倫茲力等于電場力qE時滑塊離開MN開始做曲線運動,即
解得:
(2)從A到C根據(jù)動能定理:
解得:
(3)設(shè)重力與電場力的合力為F,由圖意知,在D點速度vD的方向與F地方向垂直,從D到P做類平拋運動,在F方向做勻加速運動a=F/m,t時間內(nèi)在F方向的位移為
從D到P,根據(jù)動能定理: ,其中
聯(lián)立解得:
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【題目】如圖所示,質(zhì)量為60g的導體棒長度S=20cm,棒兩端分別與長度L=30cm的細導線相連,懸掛在豎直向上的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度B=0.5T。當導體棒中通以電流后,棒向上擺動
(1)若電流由0緩慢增加至I,棒最終能靜止于偏角θ=45°處,則此時導體棒中電流I的大小為多少;
(2)若電流始終為I(在擺動中不變),棒始終在豎直位置和某個最大偏角之間擺動,且最大偏角θ=45°,則此時導體棒中電流I的大小為多少。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在平面直角坐標系xOy的第四象限有垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=2.0 T。一質(zhì)量為m=5.0×10-8 kg、電量為q=1. 0×10-6 C的帶電粒子從P點沿圖示方向以v=20 m/s的速度進入磁場,從x軸上的Q點離開磁場(Q點未畫出)。已知OP=30 cm,(粒子重力不計,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),求:
(1) OQ的距離;
(2) 若粒子不能進入x軸上方,求磁感應(yīng)強度B′滿足的條件。
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【題目】如圖所示,質(zhì)量為0.1g的小球,帶有5×10-4C的正電荷,套在一根與水平方向成37°角的足夠長的絕緣桿上,小球與桿之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5,桿所在空間有磁感應(yīng)強度B=0.4T的勻強磁場,小球由靜止開始下滑,它的最大加速度為________m/s2,最大速率為________m/s.
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【題目】三個電子從同一地點同時沿同一方向垂直進入偏轉(zhuǎn)電場,出現(xiàn)如圖所示的軌跡,則可以判斷( )
A. 它們在電場中運動時間相同
B. A、B在電場中運動時間相同,C先飛離電場
C. C進入電場時的速度最大,A最小
D. 電場力對C做功最小
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【題目】如圖所示,電源電動勢E=28V,內(nèi)阻r=2Ω,電阻R1=12Ω,R2=R4=4Ω,R3=8Ω,C為平行板電容器,其電容C=3.0pF,虛線到兩極板距離相等,極板長L=0.20m,兩極板的間距d=1.0×10—2m。
(1)開關(guān)S原來是斷開的,當其閉合后,通過R4的總電量為多少?
(2)若開關(guān)S斷開時,有一帶電微粒沿虛線方向以v0=2.0m/s的初速度射入平行板電容器的電場中,剛好沿虛線勻速運動,則當開關(guān)S閉合后,此帶電微粒以相同初速度沿虛線方向射入電場中,能否從電場中射出?(要求寫出計算和分析過程,g取10m/s2)
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【題目】為了驗證碰撞中的動量守恒,某同學選取了兩個體積相同、質(zhì)量不相等的小球,按下述步驟做了如下實驗:
A.用天平測出兩個小球的質(zhì)量(分別為m1和m2,且m1>m2)。
B.按照如圖所示的那樣,安裝好實驗裝置。將斜槽AB固定在桌邊,使槽的末端點的切線水平。將一斜面BC連接在斜槽末端。
C.先不放小球m2,讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下,記下小球在斜面上的落點位置。
D.將小球m2放在斜槽前端邊緣處,讓小球m1從斜槽頂端A處滾下,使它們發(fā)生碰撞,記下小球m1和小球m2在斜面上的落點位置。
E.用毫米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點B的距離。
圖中D、E、F點是該同學記下的小球在斜面上的幾個落點位置,到B點的距離分別為LD、LE、LF根據(jù)該同學的實驗,回答下列問題:
①小球m1與m2發(fā)生碰撞后,m1的落點是圖中的_____點,m2的落點是圖中的______點。
②用測得的物理量來表示,只要滿足關(guān)系式___________________,則說明碰撞中動量是守恒的。
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【題目】航母上飛機彈射起飛是利用電磁驅(qū)動來實現(xiàn)的.電磁驅(qū)動原理如圖所示,當固定線圈上突然通過直流電流時,線圈端點的金屬環(huán)被彈射出去.現(xiàn)在在固定線圈左側(cè)同一位置,先后放上用橫截面積相等的銅和鋁導線制成的形狀、大小相同的兩個閉合環(huán),電阻率ρ銅<ρ鋁.則合上開關(guān)S的瞬間( )
A. 電池正負極調(diào)換后,金屬環(huán)不能向左彈射
B. 從左側(cè)看環(huán)中感應(yīng)電流沿順時針方向
C. 若將銅環(huán)放置在線圈右方,環(huán)將向左運動
D. 銅環(huán)受到的安培力小于鋁環(huán)受到的安培力
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【題目】如圖所示,兩虛線之間的空間內(nèi)存在著正交或平行的勻強電場E和勻強磁場B,有一個帶正電的小球(電荷量+q,質(zhì)量為m)從正效或平行的電磁復合場上方的某一高度處自由落下,那么,帶電小球不可能沿直線通過下列的哪個電磁混合場( )
A. B.
C. D.
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