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如圖,帶電小球套在豎直放置的絕緣直桿上,把此裝置放在范圍足夠大的正交的勻強電場E和勻強磁場B中,小球的質量為m,帶電量為q,桿與球之間動摩擦因數為μ,將小球由靜止釋放,其加速度a,速度的變化情況( 。
分析:當電場力等于洛倫茲力時,絕緣桿對小球的支持力等于0,故此時滑動摩擦力等于0,此時物體的加速度最大;
當物體勻速運動時,物體的加速度為0,此時物體的速度最大,且物體所受的滑動摩擦力等于物體所受的重力即mg=μFN,即qvB-Eq=
mg
μ
解答:解:當電場力等于洛倫茲力時,絕緣桿對小球的支持力等于0,故此時滑動摩擦力等于0,則物體所受的合外力等于物體的重力,此時物體的加速度最大,故物體最大的加速度am=g,故A錯誤,B正確;
當物體勻速運動時,物體的加速度為0,此時物體的速度最大,且物體所受的滑動摩擦力等于物體所受的重力即:mg=μFN,而此時qvB-Eq=FN,即qvB-Eq=
mg
μ
;解得物體的最大速度v=
mg
μBq
+
E
B
,故C錯誤,D正確;
故選:BD
點評:本題考查了電場力、洛倫茲力,帶電粒子在復合場中的運動,受力分析,牛頓第二定律,過程分析是容易出錯之處.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,圓心為O的光滑絕緣環(huán)豎直放置,放在水平向右的勻強電場中,一個帶電小球套在圓環(huán)上,開始時小球靜止于點P處,點P、O、Q在同一豎直平面內.現讓小球從點M處由靜止釋放,則小球沿圓環(huán)運動過程中,第一次出現速度為零的位置是(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

一半徑為R的絕緣光滑圓環(huán)豎直放置在方向水平向右的、場強為E的勻強電場中,如圖所示,環(huán)上a,c是豎直直徑的兩端,b,d是水平直徑的兩端,質量為m的帶電小球套在圓環(huán)上,并可沿環(huán)無摩擦滑動,已知小球自a點由靜止釋放,沿abc運動到d點時的速度恰好為零,由此可知(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

一半徑為R的絕緣光滑圓環(huán)豎直放置在方向水平向右的、場強為E的勻強電場中,如圖5所示,環(huán)上a,c是豎直直徑的兩端,b,d是水平直徑的兩端,質量為m的帶電小球套在圓環(huán)上,并可沿環(huán)無摩擦滑動,已知小球自a點由靜止釋放,沿abc運動到d點時的速度恰好為零,由此可知(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

一半徑為R的光滑圓環(huán)豎直放在水平向右的場強為E的勻強電場中,如圖所示,環(huán)上a、c是豎直直徑的兩端,b、d是水平直徑的兩端,質量為m的帶電小球套在圓環(huán)上,并可沿環(huán)無摩擦滑動,已知小球自a點由靜止釋放,沿abc運動到d點時速度恰好為零,由此可知( 。
①.小球所受重力與電場力大小相等
②.小球在b點時的機械能最小
③.小球在d點時的電勢能最大
④.小球在c點時的動能最大.

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