(08年廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)三模) (16分)如圖所示,在同時(shí)存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場的空間中取正交坐標(biāo)系Oxyz(x軸正方向水平向右,y軸正方向豎直向上).勻強(qiáng)磁場方向與Oxy平面平行,且與x軸的夾角為,重力加速度為g.一質(zhì)量為m、電荷量為的帶電質(zhì)點(diǎn)沿平行于z軸正方向以速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng).
(1)求電場強(qiáng)度的最小值及對應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度;
(2)若電場強(qiáng)度為最小值,當(dāng)帶電質(zhì)點(diǎn)通過y軸上的點(diǎn)時(shí),撤去勻強(qiáng)磁場,求帶電質(zhì)點(diǎn)落在oxz平面內(nèi)的位置.
(3)現(xiàn)需求解在(2)中帶電質(zhì)點(diǎn)到達(dá)oxz平面內(nèi)的速度大小,試說明能否運(yùn)用機(jī)械能守恒定律求解.
解析:
(1)如圖所示,帶電質(zhì)點(diǎn)受到重力mg(大小及方向均已知)、洛倫茲力qv0B(方向已知)、電場力qE(大小及方向均未知)的作用做勻速直線運(yùn)動(dòng).根據(jù)力三角形知識分析可知:當(dāng)電場力方向與磁場方向相同時(shí),場強(qiáng)有最小值.根據(jù)物體的平衡條件有
① 2分
② 2分
由①②得 2分
(2)如圖所示,撤去磁場后,帶電質(zhì)點(diǎn)受到重力mg和電場力qEmin作用,其合力沿PM方向并與v0方向垂直,大小等于qv0B,故帶電質(zhì)點(diǎn)在與Oxz平面成角的平面內(nèi)作類平拋運(yùn)動(dòng).
由牛頓第二定律 ③ 2分
解得 a=g/2
設(shè)經(jīng)時(shí)間t到達(dá)Oxz平面內(nèi)的點(diǎn)N(x,y,z),由運(yùn)動(dòng)的分解可得
沿v0方向 ④ 2分
沿PM方向 ⑤ 2分
又 ⑥ 2分
⑦ 2分
聯(lián)立③~⑦解得 2分
所以,帶電質(zhì)點(diǎn)落在N(,0,2)點(diǎn)(或帶電質(zhì)點(diǎn)落在Oxz平面內(nèi),的位置)
(3)注意審題:不需要求解質(zhì)點(diǎn)到達(dá)oxz平面速度大小,需要說明能運(yùn)用機(jī)械能守恒定律的理由. 可以運(yùn)用機(jī)械能守恒定律求解.因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)從P到N的過程中電場力不做功,系統(tǒng)電勢能不變,系統(tǒng)機(jī)械能守恒.
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科目:高中物理 來源: 題型:
(08年廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)三模) (18分)如圖所示,線圈工件加工車間的傳送帶不停地水平傳送長為L,質(zhì)量為m,電阻為R的正方形線圈,在傳送帶的左端線圈無初速地放在以恒定速度v勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上,經(jīng)過一段時(shí)間,達(dá)到與傳送帶相同的速度v后,線圈與傳送帶始終相對靜止,并通過一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場,已知當(dāng)一個(gè)線圈剛好開始勻速度運(yùn)動(dòng)時(shí),下一個(gè)線圈恰好放在傳送帶上,線圈勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),每兩個(gè)線圈間保持距離L不變,勻強(qiáng)磁場的寬度為3L,求:
(1)每個(gè)線圈通過磁場區(qū)域產(chǎn)生的熱量Q;
(2)在某個(gè)線圈加速的過程中,線圈通過的距離s1和在這段時(shí)間里傳送帶通過的距離s2之比;
(3)傳送帶每傳送一個(gè)線圈,電動(dòng)機(jī)所消耗的電能E(不考慮電動(dòng)機(jī)自身的能耗);
(4)傳送帶傳送線圈的總功率P.
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科目:高中物理 來源: 題型:
(08年清華附中模擬)(10分)一質(zhì)量為m的物塊放在水平地面上,現(xiàn)在對物塊施加一個(gè)大小為F的水平恒力,使物塊從靜止開始向右移動(dòng)距離s后立即撤去F.物塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為m .求:
。1)撤去F時(shí),物塊的速度大小.
。2)撤去F后,物塊還能滑行多遠(yuǎn)?
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科目:高中物理 來源: 題型:
(09年江西重點(diǎn)中學(xué)一模)(10分)如圖所示,MN、PQ和F1、HJ是四根相互平行的長金屬導(dǎo)軌,它們的間距相等,均為L=30cm.長為3L、電阻為R=0.3 的金屬棒可緊貼四導(dǎo)軌,沿導(dǎo)軌方向無摩擦的運(yùn)動(dòng).在導(dǎo)軌MN、PQ的左端連接有阻值為Ro=0.1的電阻,在金屬導(dǎo)軌FI、HJ的右端連接有一對水平放置、間距為d=18 m的平行金屬板.除該金屬板外,整套裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B=0.4T.用~適當(dāng)?shù)睦κ菇饘侔粢运俾蕍=5m/s向右運(yùn)動(dòng),此時(shí)金屬板間一帶電微粒恰好懸浮在兩板的正中央.取g=l0m/s2,求:
(1)帶電微粒的比荷:
(2)為維持金屬棒的勻速運(yùn)動(dòng),加在金屬棒上的拉力的功率.
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科目:高中物理 來源: 題型:
(09年太原市調(diào)研)(14分)如圖所示,半徑分別為R和r(R>r)的兩光滑圓軌道固定在同一豎直平面內(nèi),兩軌道之間由一光滑水平軌道CD相連,在水平軌道CD上有一輕彈簧被a、b兩個(gè)小球夾住, 但不拴接。已知a,b的質(zhì)量分別為ma和mb且ma=2mb,同時(shí)釋放兩小球,a、b兩球都能通過各自軌道的最高點(diǎn),則彈簧在釋放前至少應(yīng)具有多大的彈性勢能?
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科目:高中物理 來源: 題型:
(09年太原市調(diào)研)(14分)如圖所示,物塊A的質(zhì)量為M,物塊B、C的質(zhì)量都是m,并都可看作質(zhì)點(diǎn),且m< M<2。三物塊用細(xì)線通過滑輪連接,物塊B與物塊C的距離和物塊C到地面的距離都是L,F(xiàn)將物塊A下方的細(xì)線剪斷,若物塊A距滑輪足夠遠(yuǎn)且不計(jì)空氣及摩擦阻力。求:
(1)物塊A上升時(shí)的最大速度。
(2)物塊A上升的最大高度。
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