(10分).如圖所示,套在足夠長的絕緣粗糙直棒上的帶正電小球,其質(zhì)量為m,帶電量為q,小球可在棒上滑動(dòng),小球與棒的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)將此棒豎直放入沿水平方向的且互相垂直的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中,設(shè)小球電量不變,電場強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,小球沿棒由靜止開始下滑。

(1)試定性說明小球沿棒下滑的運(yùn)動(dòng)情況

(2)求小球下落的最大加速度

(3)求小球下落的最大速度

 

【答案】

見解析

【解析】小球剛下落不久,v較小時(shí),對小球受力分析,如圖所示。

 即v增大,a也逐漸增大,小球做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng),也即時(shí)加速度達(dá)到最大:

小球繼續(xù)下落,當(dāng)時(shí),對小球受力分析,如圖所示:

  即v增大,a逐漸減小,小球做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng),也即時(shí)速度達(dá)到最大:

本題考查帶電粒子在復(fù)合場中的偏轉(zhuǎn),小球剛下落不久,v較小時(shí),對小球受力分析,此時(shí)小球受到電場力、支持力、摩擦力和洛倫茲力,由豎直方向的合力提供加速度,進(jìn)行受力分析后,建立直角坐標(biāo)系,寫出水平方向和豎直方向的合力公式,由受力平衡或牛頓第二定律列公式求解,小球繼續(xù)下落,當(dāng)時(shí),對小球受力分析,洛倫茲力較大,水平方向受力發(fā)生變化,同理由牛頓第二定律求得加速度表達(dá)式,當(dāng)加速度等于零時(shí)速度最大,由洛倫茲力大小求得最大速度

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,套在足夠長的絕緣粗糙直棒上的帶正電小球,其質(zhì)量為m,帶電荷量為q,小球可在棒上滑動(dòng),現(xiàn)將此棒豎直放入沿水平方向且互相垂直的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中.設(shè)小球電荷量不變,在小球由靜止下滑的過程中( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,套在足夠長的絕緣粗糙直棒上的帶正電小球,其質(zhì)量為m,帶電量為q,小球可在棒上滑動(dòng),現(xiàn)將此棒豎直固定在沿水平方向的且互相垂直的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中.設(shè)小球電量不變,小球由棒的下端以某一速度上滑的過程中一定有( 。

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科目:高中物理 來源:2011-2012學(xué)年浙江省名校新高考研究聯(lián)盟第一次聯(lián)考物理試卷 題型:選擇題

如圖所示,套在足夠長的絕緣粗糙直棒上的帶正電小球,其質(zhì)量為m,帶電量為q,小球可在棒上滑動(dòng),現(xiàn)將此棒豎直放入沿水平方向的且互相垂直的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中.設(shè)小球電量不變,小球由棒的下端以某一速度上滑的過程中一定有

 

 

A.小球加速度一直減小     

B.小球速度先減小,直到最后勻速

C.桿對小球的彈力一直減少 

D.小球所受洛倫茲力一直減小

 

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科目:高中物理 來源:2013屆度浙江省寧波市高二聯(lián)考物理卷 題型:選擇題

如圖所示,套在足夠長的絕緣粗糙直棒上的帶正電小球,其質(zhì)量為m,帶電量為q,小球可在棒上滑動(dòng),小球與棒的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)將此棒豎直放入沿水平方向的且互相垂直的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中,設(shè)小球電量不變,電場強(qiáng)度為E,方向水平向右,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,小球沿棒由靜止開始下滑,則

A.小球下落的最大加速度是g   

B.小球下落的最大速度是                                 

C.當(dāng)電場反向時(shí),小球下落的最大加速度是g

D.當(dāng)電場與磁場方向相同時(shí),小球下落的最大速度是

 

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