如圖，絕緣水平面AB上方，MN左側(cè)存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E＝500v/m,MN和PQ之間存在著方向水平垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且邊界MN上即無電場(chǎng)，將質(zhì)量為m1＝0.02kg，帶電量為q1＝2×10-4C的表面絕緣的物塊a（視作質(zhì)點(diǎn)）自距離MN為L(zhǎng)＝2m的A點(diǎn)由靜止釋放，物塊A向右加速，并與放置在MN邊界上質(zhì)量為m2＝0.06kg，帶電量為 q2＝6×10-2C表面絕緣的物塊b發(fā)生沒有機(jī)械能損失的碰撞，已知二者與水平面間的動(dòng)磨擦因數(shù)均為μ＝0.1，最終發(fā)現(xiàn)物塊b沿水平面穿出邊界PQ后在無場(chǎng)區(qū)又運(yùn)動(dòng)了2s后停止運(yùn)動(dòng),  (g=10m/s2)，不計(jì)兩物塊間的庫侖力，據(jù)此求解下列問題

（1）　磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B。

（2）　物塊a再次返回邊界MN時(shí)的速度大小v。

（１）B=5T

（２）


解析:

(1)   物塊在向右加速的過程中，

由動(dòng)能定理得      代入數(shù)據(jù)得

物塊ab碰撞過程，由動(dòng)量守恒得

由機(jī)械能守恒得 

兩式聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得     即物塊A向左返回，而B將以2m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)。物塊B沿水平面向右運(yùn)動(dòng)穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度大小仍為2m/s,r所以可知，物塊B在磁場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即物塊B將不受磨擦，由豎直方向上受力平衡得

                          

 代入有關(guān)數(shù)據(jù)，得磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=5T。

(2)  由以上計(jì)算可知，物塊A一定會(huì)再次返回邊界MN，

              物塊A在向左運(yùn)動(dòng)的過程中，由牛頓第二定律得，

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 物塊A向左運(yùn)動(dòng)的距離為

物塊A向右運(yùn)動(dòng)到邊界MN的過程中，有

                      同理有

幾式聯(lián)立可得.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?上海模擬）光滑絕緣水平面AB上有C、D、E三點(diǎn)．CD長(zhǎng)L1=10cm，DE長(zhǎng)L2=2cm，EB長(zhǎng)L3=9cm．另有一半徑R=0.1m的光滑半圓形金屬導(dǎo)軌PM與水平面相連，P點(diǎn)接地，不計(jì)BP連接處能量損失．現(xiàn)將兩個(gè)帶電量為-4Q和Q的物體（可視作點(diǎn)電荷）固定在C、D兩點(diǎn)，如圖所示．將另一帶電量為+q，質(zhì)量m=1×104kg的金屬小球（也可視作點(diǎn)電荷）從E點(diǎn)靜止釋放，則（感應(yīng)電荷的影響忽略不計(jì)）
（1）小球在水平面AB運(yùn)動(dòng)過程中最大加速度和最大速度對(duì)應(yīng)的位置
（2）若小球過圓弧的最高點(diǎn)后恰能擊中放在C處的物體，則小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度為多少？對(duì)軌道的壓力為多大？
（3）若不改變小球的質(zhì)量而改變小球的電量q，發(fā)現(xiàn)小球落地點(diǎn)到B點(diǎn)的水平距離s與小球的電量q，符合下圖的關(guān)系，則圖中與豎直軸的相交的縱截距應(yīng)為多大？
（4）你還能通過圖象求出什么物理量，其大小為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?溫州二模）如圖所示，光滑絕緣水平面AB與傾角θ=370，長(zhǎng)L=6m的絕緣斜面BC在B處圓滑相連，在斜面的C處有一與斜面垂直的彈性絕緣擋板，質(zhì)量m=0.5kg、所帶電荷量q=5x10-5C的絕緣帶電滑塊置于斜面的中點(diǎn)D，整個(gè)空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E=2xlO5N/C，現(xiàn)讓滑塊以v0=12m/s的速度沿斜面向上運(yùn)動(dòng)．設(shè)滑塊與擋板碰撞前后所帶電荷量不變、速度大小不變，滑塊和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，求：
（1）滑塊第一次與擋板碰撞時(shí)的速度大小；
（2）滑塊第一次與擋板碰撞后能達(dá)到左端的最遠(yuǎn)點(diǎn)離B點(diǎn)的距離；
（3）滑塊運(yùn)動(dòng)的總路程．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?黃岡模擬）如圖所示，粗糙絕緣水平面AB與半徑足夠大的光滑絕緣圓弧面BC平滑相接于B，BC弧的圓心O與β的連線和豎直方向成37°，水平面上方存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)．在BC上的M點(diǎn)自由釋放一個(gè)帶正電的小滑塊，滑塊沿弧面滑到水平面上，最遠(yuǎn)能夠到達(dá)距B為xo=0.4m的N點(diǎn)．此后，滑塊又向右運(yùn)動(dòng)，越過B滑上圓弧面，到達(dá)最高處后又開始下滑…如此往復(fù)，最終停在B處．已知滑塊質(zhì)量m=l.2kg，與水平面之間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25，受到的電場(chǎng)力qE=
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mg，滑塊經(jīng)過B前后速率不變，M點(diǎn)到水平面的高度h=0.50m，g取10m/s2．求：
（l）滑塊由M運(yùn)動(dòng)到N的過程中，電勢(shì)能的最大改變量；
（2）滑塊在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，在水平面AB上運(yùn)動(dòng)的總路程．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖，絕緣水平面AB上方，MN左側(cè)存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E＝500v/m,MN和PQ之間存在著方向水平垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且邊界MN上即無電場(chǎng)，將質(zhì)量為m1＝0.02kg，帶電量為q1＝2×10-4C的表面絕緣的物塊a（視作質(zhì)點(diǎn)）自距離MN為L(zhǎng)＝2m的A點(diǎn)由靜止釋放，物塊A向右加速，并與放置在MN邊界上質(zhì)量為m2＝0.06kg，帶電量為 q2＝6×10-2C表面絕緣的物塊b發(fā)生沒有機(jī)械能損失的碰撞，已知二者與水平面間的動(dòng)磨擦因數(shù)均為μ＝0.1，最終發(fā)現(xiàn)物塊b沿水平面穿出邊界PQ后在無場(chǎng)區(qū)又運(yùn)動(dòng)了2s后停止運(yùn)動(dòng),  (g=10m/s2)，不計(jì)兩物塊間的庫侖力，據(jù)此求解下列問題

　　　　 　�。�1）　磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B。

　　　　     （2）　物塊a再次返回邊界MN時(shí)的速度大小v。

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