如圖所示，豎直放置的金屬薄板M、N間距為d．絕緣水平直桿左端從N板中央的小孔穿過，與M板固接，右端處在磁感應強度為B的勻強磁場中．質(zhì)量為m、帶電量為+q的中空小球P，套在水平直桿上，緊靠M板放置，與桿的動摩擦因數(shù)為μ．當在M、N板間加上適當?shù)碾妷篣后，P球?qū)⒀厮街睏U從N板小孔射出，試問：
（1）此時M、N哪個板的電勢高？它們間的電勢差必須大于多少？
（2）若M、N間電壓時，小球能沿水平直桿從N板中央小孔射入磁場，則射入的速率多大？若磁場足夠大，水平直桿足夠長，則小球在磁場中運動的整個過程中，摩擦力對小球做多少功？

（1）（8分）
若要小球P沿水平直桿從板間射出，必須使M板電勢高于N板電勢。    2分
小球P能沿水平直桿從板間射出，必須使電場力大于小球所受的摩擦力，即
                 2分
                    2分
故             2分
即M板電勢至少比N板高
（2）（10分）
設P球射出電場時的速率為，由動能定理得：
                                    2分
即 
解得：                                  2分
小球P射入磁場后受到豎直向上的洛倫茲力作用，可能出現(xiàn)三種情況。
Ⅰ．，則小球不受摩擦力，做勻速直線運動。故摩擦力做功為零。1分
Ⅱ．，則直桿對小球有向下的壓力，小球受摩擦力減速，當減速到洛侖茲力與重力大小相等后做勻速運動。設小球勻速時的速度為，則          1分
設此過程中摩擦力做的功為W，由動能定理得：       1分
即
解得：                                1分
上式中前后兩項顛倒（即功的正負顛倒的），扣結(jié)論的1分
Ⅲ．，則直桿對小球有向上的支持力，
小球受摩擦力減速，最終速度減為零。 1分
則摩擦力所做的功
解得：                                    1分
功的正負顛倒，扣結(jié)論的1分

解析

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，豎直放置的光滑圓環(huán)上套有一質(zhì)量為m的小球，小球經(jīng)過最高點時的速度為υ0=
1
2
gR
，其中R為圓環(huán)的半徑，g為重力加速度．求：
（1）小球經(jīng)過圓環(huán)最高點時受到圓環(huán)的彈力的大小和方向；
（2）小球經(jīng)過圓環(huán)最低點時對圓環(huán)的彈力大小和方向．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，豎直放置的半圓形絕緣軌道半徑為R，下端與絕緣水平面平滑連接，整個裝置處于方向豎直向上的勻強電場E中．一質(zhì)量為m、帶電量為+q的物塊（可視為質(zhì)點），從水平面上的A點以初速度v0水平向左運動，沿半圓形軌道恰好通過最高點C，場強大小E＜
mgq
．
（1）試計算物塊在運動過程中克服摩擦力做的功．
（2）求物塊離開軌道落回水平面的位置距C點的水平距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上，另一端與斜面體P固定，P與斜放的固定擋板MN接觸且處于靜止狀態(tài)，則斜面體P此刻受到外力的個數(shù)可能是（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng) 物理選修3-3
（1）關于分子運動和熱現(xiàn)象的說法，正確的是
 
（填入正確選項前的字母）
A．布朗運動是指液體或氣體中懸浮微粒的運動
B．氣體的溫度升高，每個氣體分子運動的速率都增加
C．一定量100℃的水變成100℃的水蒸汽，其分子之間的勢能增加
D．空調(diào)機作為制冷機使用時，將熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外，所以制冷機的工作不遵守熱力學第二定律
（2）如圖所示，豎直放置的圓筒形注射器，活塞上端接有氣壓表，能夠方便測出所封閉理想氣體的壓強．開始時，活塞處于靜止狀態(tài)，此時氣體體積為30cm3，氣壓表讀數(shù)為1.1×105Pa．若用力向下推動活塞，使活塞緩慢向下移動一段距離，穩(wěn)定后氣壓表讀數(shù)為2.2×105Pa．不計活塞與氣缸內(nèi)壁間的摩擦，環(huán)境溫度保持不變．
①簡要說明活塞移動過程中，被封閉氣體的吸放熱情況；
②求活塞穩(wěn)定后氣體的體積；
③對該過程中的壓強變化做出微觀解釋．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，豎直放置的U形導軌寬為L，上端串有電阻R（其余導體部分的電阻都忽略不計）．磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直于紙面向外．金屬棒ab的質(zhì)量為m，與導軌接觸良好，不計摩擦．從靜止釋放后ab保持水平而下滑．試求
（1）ab勻速下滑時的速度vm
（2）若ab從釋放至其運動達到最大速度時下落的高度為h，此過程中產(chǎn)生的焦耳熱為多少？

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