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如圖1所示，水平地面上有一輛小車，車上固定一個豎直光滑絕緣管，管的底部有一質量g，電荷量+8×10-5C的小球，小球的直徑比管的內徑略小。在管口所在水平面MN的下方存在著垂直紙面向里、磁感應強度=15T的勻強磁場，MN面的上方還存在著豎直向上、場強E=25V/m的勻強電場和垂直紙面向外、磁感應強度=5T的勻強磁場�，F(xiàn)讓小車始終保持v=2m/s的速度勻速向右運動，以帶電小球剛經過磁場的邊界PQ為計時的起點，用力傳感器測得小球在管內運動的這段時間，小球對管側壁的彈力隨時間變化的關系如圖2所示。g取10m/s2，不計空氣阻力。求：

（1）小球進入磁場時加速度的大�。�

（2）小球出管口時（t=1s）對管側壁的彈力；

（3）小球離開管口之后再次經過水平面MN時距管口的距離△



【解析】

（1）以小球為研究對象，豎直方向小球受重力和恒定的洛倫茲力f1，故小球在管中豎直方向做勻加速直線運動，加速度設為a，則  （4分）

（2）在小球運動到管口時，FN＝2.4×10－3N，設v1為小球豎直分速度，由

，則    （3分）由得   （3分）

（3）小球離開管口進入復合場，其中qE＝2×10－3N，mg＝2×10－3N．           （1分）

故電場力與重力平衡，小球在復合場中做勻速圓周運動，合速度與MN成45°角，軌道半徑為R，                 （1分）

小球離開管口開始計時，到再次經過

MN所通過的水平距離 （1分）

對應時間    （1分）

小車運動距離為x2，   （1分）


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：


簡易溫度計構造如圖所示。兩內徑均勻的豎直玻璃管下端與軟管連接，在管中灌入液體后，將左管上端通過橡皮塞插入玻璃泡。在標準大氣壓下，調節(jié)右管的高度，使左右兩管的液面相平，在左管液面位置標上相應的溫度刻度，多次改變溫度，重復上述操作。

（1）（單選題）此溫度計的特點是

A．刻度均勻，刻度值上小下大

B．刻度均勻，刻度值上大下小

C．刻度不均勻，刻度值上小下大

D．刻度不均勻，刻度值上大下小

（2）（多選題）影響這個溫度計靈敏度的因素有

A．液體密度      B．玻璃泡大小     C．左管內徑粗細     D．右管內徑粗細

（3）若管中液體是水銀，當大氣壓變?yōu)?5cmHg時，用該溫度計測得的溫度值________（選填“偏大”或“偏小”）。為測得準確的溫度，在測量時需__________。

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科目：高中物理 來源： 題型：


（1）如圖1所示，ABC為一固定在豎直平面內的光滑軌道，BC段水平，AB段與BC段平滑連接。質量為m1的小球從高位處由靜止開始沿軌道下滑，與靜止在軌道BC段上質量為m2的小球發(fā)生碰撞，碰撞后兩球兩球的運動方向處于同一水平線上，且在碰撞過程中無機械能損失。求碰撞后小球m2的速度大小v2；

（2）碰撞過程中的能量傳遞規(guī)律在物理學中有著廣泛的應用。為了探究這一規(guī)律，我們才用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直線上、且無機械能損失的簡化力學模型。如圖2所示，在固定光滑水平軌道上，質量分別為m1、m2、m3……mn-1、mn……的若干個球沿直線靜止相間排列，給第1個球初能Ek1，從而引起各球的依次碰撞。定義其中第n個球經過依次碰撞后獲得的動能Ekn與Ek1之比為第1個球對第n個球的動能傳遞系數(shù)k1n。

a) 求k1n

b) 若m1=4m0，mk=m0，m0為確定的已知量。求m2為何值時，k1n值最大

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科目：高中物理 來源： 題型：


下圖是某種靜電分選器的原理示意圖。兩個豎直放置的平行金屬板帶有等量異號電荷，形成勻強電場。分選器漏斗的出口與兩板上端處于同一高度，到兩板距離相等�；旌显谝黄鸬腶、b兩種顆粒從漏斗出口下落時，a種顆粒帶上正電，b種顆粒帶上負電。經分選電場后，a、b兩種顆粒分別落到水平傳送帶A、B上。

    已知兩板間距，板的長度，電場僅局限在平行板之間；各顆粒所帶電量大小與其質量之比均為。設顆粒進入電場時的初速度為零，分選過程中顆粒大小及顆粒間的相互作用力不計。要求兩種顆粒離開電場區(qū)域時，不接觸到極板但有最大偏轉量。重力加速度g取。

    （1）左右兩板各帶何種電荷？兩極板間的電壓多大？

    （2）若兩帶電平行板的下端距傳送帶A、B的高度，顆粒落至傳送帶時的速度大小是多少？

    （3）設顆粒每次與傳送帶碰撞反彈時，沿豎直方向的速度大小為碰撞前豎直方向速度大小的一半。寫出顆粒第n次碰撞反彈高度的表達式。并求出經過多少次碰撞，顆粒反彈的高度小于0.01m。

 

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，在y>0的區(qū)域內有沿y軸正方向的勻強電場，在y<0的區(qū)域內有垂直坐標平面向里的勻強磁場。一電子（質量為m、電量為e）從y軸上A點以沿x軸正方向的初速度v0開始運動。當電子第一次穿越x軸時，恰好到達C點；當電子第二次穿越x軸時，恰好到達坐標原點；當電子第三次穿越x軸時，恰好到達D點。C、D兩點均未在圖中標出。已知A、C點到坐標原點的距離分別為d、2d。不計電子的重力。求

（1）電場強度E的大��；

（2）磁感應強度B的大小；

（3）電子從A運動到D經歷的時間t．

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，有一個連通的，上、下兩層均與水平面平行的“U”型的光滑金屬平行導軌，在導軌面上各放一根完全相同的質量為m的勻質金屬桿A1和A2，開始時兩根金屬桿與軌道垂直，在“U”型導軌的右側空間存在磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場，桿A1在磁場中，桿A2在磁場之外。設兩導軌面相距為H，平行導軌寬為L，導軌足夠長且電阻不計，金屬桿單位長度的電阻為r。 現(xiàn)在有同樣的金屬桿A3從左側半圓形軌道的中

點從靜止開始下滑，在下面與金屬桿A2發(fā)生碰撞,

設碰撞后兩桿立刻粘在一起并向右運動。求：

（1）回路內感應電流的最大值；

（2）在整個運動過程中，感應電流最多產生的熱量；

（3）當桿A2、A3與桿A1的速度之比為3∶1時，A1受到

     的安培力大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，頂角θ=45°，的金屬導軌 MON固定在水平面內，導軌處在方向豎直、磁感應強度為B的勻強磁場中。一根與ON垂直的導體棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿導軌MON向左滑動，導體棒的質量為m，導軌與導體棒單位長度的電阻均勻為r。導體棒與導軌接觸點的a和b，導體棒在滑動過程中始終保持與導軌良好接觸。t=0時，導體棒位于頂角O處，求：

（1）t時刻流過導體棒的電流強度I和電流方向。

（2）導體棒作勻速直線運動時水平外力F的表達式。

（3）導體棒在0～t時間內產生的焦耳熱Q。
（4）若在t0時刻將外力F撤去，導體棒最終在導軌上靜止時的坐標x。

解：

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科目：高中物理 來源： 題型：


一個質量為m、直徑為d、電阻為R的金屬圓環(huán)，在范圍很大的磁場中沿豎直方向下落，磁場的分布情況如圖所示，已知磁感應強度豎直方向的分量By的大小只隨高度變化，其隨高度y變化關系為By = B0(1 + ky)（此處k為比例常數(shù)，且k＞0），其中沿圓環(huán)軸線的磁場方向始終豎直向上，在下落過程中金屬圓環(huán)所在的平面始終保持水平，速度越來越大，最終穩(wěn)定為某一數(shù)值，稱為收尾速度。求

（1）圓環(huán)中的感應電流方向；

（2）圓環(huán)的收尾速度的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，重力不計的帶正電粒子水平向右進入勻強磁場，對該帶電粒子進入磁場后的運動情況，以下判斷正確的是

A．粒子向上偏轉     B．粒子向下偏轉

C．粒子不偏轉       D．粒子很快停止運動

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