如圖所示，在空間存在著水平向右、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，同時(shí)存在著豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．在這個(gè)電、磁場(chǎng)共存的區(qū)域內(nèi)有一足夠長(zhǎng)的絕緣桿沿水平方向放置，桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的金屬環(huán)．已知金屬環(huán)與絕緣桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，且μmg＜gE．現(xiàn)將金屬環(huán)由靜止釋放，設(shè)在運(yùn)動(dòng)過程中金屬環(huán)所帶電荷量不變．

(1)試定性說明金屬環(huán)沿桿的運(yùn)動(dòng)情況；

(2)求金屬環(huán)運(yùn)動(dòng)的最大加速度的大��；

(3)求金屬環(huán)運(yùn)動(dòng)的最大速度的大小．

答案：
解析：

　　(1)金屬環(huán)在電場(chǎng)力和摩擦力的共同作用下由靜止開始做加速運(yùn)動(dòng)．隨著速度的增大，洛倫茲力從零逐漸增大，金屬環(huán)所受的摩擦力逐漸變大，合外力減�。越饘侪h(huán)將做一個(gè)加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度vmax后做勻速運(yùn)動(dòng)．

　　(2)開始時(shí)金屬環(huán)速度為零，所受的摩擦力為最小，此時(shí)金屬環(huán)所受的合外力最大，根據(jù)牛頓第二定律，得金屬環(huán)的最大加速度．

　　(3)當(dāng)摩擦力時(shí)，金屬環(huán)所受的合外力為零，金屬環(huán)達(dá)到最大速度vmax，則此時(shí)所受的洛倫茲力為，方向垂直紙面向外．因此，桿對(duì)金屬環(huán)的彈力為，當(dāng)金屬環(huán)達(dá)到最大速度時(shí)有，解得．


練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，在空間存在著水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)．電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．在某點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)帶電液滴a，它運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)處，恰與一個(gè)原來(lái)處于靜止（懸�。┑囊旱蝏相撞，撞后兩液滴合為一體，沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)．已知液滴a質(zhì)量是液滴b質(zhì)量的2倍，液滴a所帶電量是液滴b所帶電量的4倍．
（1）判斷液滴a、b的電性；
（2）計(jì)算兩液滴初位置之間的高度差h．（設(shè)a、b之間的靜電力忽略不計(jì)）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2006?廣州模擬）如圖所示，在空間存在這樣一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域：以MN為界，上部分的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，下部分的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，B1=2B2=2B0，方向均垂直紙面向里，且磁場(chǎng)區(qū)域足夠大．在距離界線為h的P點(diǎn)有一帶負(fù)電荷的離子處于靜止?fàn)顟B(tài)，某時(shí)刻離子分解成為帶電粒子A和不帶電粒子B，粒子A質(zhì)量為m、帶電荷q，以平行于界線MN的初速度向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過界線MN時(shí)速度方向與界線成60°角，進(jìn)入下部分磁場(chǎng)．當(dāng)粒子B沿與界線平行的直線到達(dá)位置Q點(diǎn)時(shí)，恰好又與粒子A相遇．不計(jì)粒子的重力．求：
（1）P、Q兩點(diǎn)間距離．
（2）粒子B的質(zhì)量．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2006?黃岡模擬）如圖所示，在空間存在著水平向右、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，同時(shí)存在著豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．在這個(gè)電、磁場(chǎng)共存的區(qū)域內(nèi)有一足夠長(zhǎng)的絕緣桿沿水平方向放置，桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的金屬環(huán)．已知金屬環(huán)與絕緣桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，且μmg＜qE．現(xiàn)將金屬環(huán)由靜止釋放，設(shè)在運(yùn)動(dòng)過程中金屬環(huán)所帶電荷量不變．
（1）試定性說明金屬環(huán)沿桿的運(yùn)動(dòng)情況；
（2）求金屬環(huán)運(yùn)動(dòng)的最大加速度的大小；
（3）求金屬環(huán)運(yùn)動(dòng)的最大速度的大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2006?湖北模擬）如圖所示，在空間存在這樣一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，以MN為界，上部分的均強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，下部分的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，B1=2B2=2B0，方向均垂直紙面向內(nèi)，且磁場(chǎng)區(qū)域足夠大．在距離界線為h的P點(diǎn)有一帶負(fù)電荷的離子處于靜止?fàn)顟B(tài)，某時(shí)刻該離子分解成為帶電荷的粒子A和不帶電的粒子B，粒子A質(zhì)量為m、帶電荷q，以平行于界線MN的速度向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過界線MN時(shí)的速度方向與界線成60°角，進(jìn)入下部分磁場(chǎng)．當(dāng)粒子B沿與界線平行的直線到達(dá)位置Q點(diǎn)時(shí)，恰好又與粒子A相遇．不計(jì)粒子的重力．
（1）P、Q兩點(diǎn)間距離．
（2）粒子B的質(zhì)量．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在空間存在著水平向右、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，同時(shí)存在著豎直向上、磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．在這個(gè)電、磁場(chǎng)共同存在的區(qū)域內(nèi)有一足夠長(zhǎng)的絕緣桿沿水平方向放置，桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的金屬環(huán)．已知金屬環(huán)與絕緣桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，且μmg＜qE．現(xiàn)將金屬環(huán)由靜止釋放，設(shè)在運(yùn)動(dòng)過程中金屬環(huán)所帶電荷量不變．
（1）試定性說明金屬環(huán)沿桿的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，并求出金屬環(huán)運(yùn)動(dòng)的最大速度．
（2）金屬環(huán)沿桿的運(yùn)動(dòng)過程是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化與守恒過程，試說明金屬環(huán)沿桿的運(yùn)動(dòng)過程中，各種能量的變化及其轉(zhuǎn)化的關(guān)系，并求出每秒鐘電勢(shì)能變化的最大值．

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