如圖3-1-18所示，在空間存在著水平向右、場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，同時存在著豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，在這個電磁場共存的區(qū)域有一足夠長的絕緣桿沿水平方向放置，桿上套有一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的金屬環(huán).已知環(huán)與桿間的動摩擦因數(shù)為μ,且μmg＜qE.現(xiàn)將金屬環(huán)由靜止釋放，設(shè)運動中環(huán)的電荷量不變，求金屬環(huán)運動中的最大加速度的大小及速度大小.

圖3-1-18

   

解析：以金屬環(huán)為研究對象，由于Eq＞μmg,所以環(huán)開始向右運動起來，之后受洛倫茲力、摩擦力將發(fā)生變化.在沿桿方向上由牛頓定律得：Eq-f=ma                        ①

在垂直桿的平面內(nèi)，環(huán)受重力、彈力、洛倫茲力平衡，且彈力FN有：FN=

                                                                             ②

又有f=μFN                                                                   ③

解①②③式得a=-μ.由于v逐漸增大，則金屬環(huán)先做加速度減小的加速運動，當(dāng)a=0時，達(dá)最大速度，之后做勻速直線運動，可見剛開始v=0時，a最大，amax==-μg;當(dāng)a=0時，v達(dá)最大，即Eq=μ解得vmax=.

答案：-μg   


練習(xí)冊系列答案
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如圖3-1-17所示是某種型號的電熱毯的電路圖，電熱毯接在交變電源上，通過裝置P使加在電熱絲上的電壓的波形如圖3-1-18所示.此時接在電熱絲兩端的交流電壓表的讀數(shù)為(    )

     

圖3-1-17                              圖3-1-18

A.110 V            B.156 V               C.220 V            D.311 V

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖3-1-18所示，貨車正在以a1=0.1 m/s2的加速度啟動.同時，一只壁虎以v2= 0.2 m/s的速度在貨車壁上向上勻速爬行.試求：

圖3-1-18

（1）經(jīng)過2 s時，地面上的人看到壁虎的速度大小和方向；

（2）經(jīng)過2 s的時間壁虎相對于地發(fā)生的位移；

（3）壁虎做直線運動還是曲線運動？

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交流發(fā)電機(jī)矩形線圈邊長ab＝cd＝0.4 m，bc＝ad＝0.2 m，共50匝，線圈電阻r＝1 Ω，線圈在B＝0.2 T的勻強(qiáng)磁場中，繞垂直磁場方向的軸OO′以 r/s轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，外接電阻9 Ω，如圖3-2-18所示.求：

圖3-2-18

（1）電壓表讀數(shù)；

（2）電阻R上電功率.

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如圖3-4-18所示，在水平地面放一質(zhì)量為1.0 kg的木塊，木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為0.6，在水平方向上對木塊同時施加相互垂直的兩個拉力F1、F2，已知F1=3.0 N，F(xiàn)2=4.0 N，g取10 N/kg，則木塊受到的摩擦力為多少？若將F2順時針轉(zhuǎn)90°，此時木塊在水平方向上受的合力大小為多少？

圖3-4-18

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