19.質(zhì)量為0.1g的小環(huán)帶5×10-4C電荷量的負(fù)電荷,套在一根足夠長(zhǎng)的絕緣桿上,置于B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里與絕緣桿垂直如圖所示,桿與水平方向成37°角,環(huán)與桿間的動(dòng)摩擦因素為μ=0.40,求小環(huán)由靜止開(kāi)始下滑的最大加速度和最大速度.(磁場(chǎng)范圍足夠大,g=10m/s)

分析 先通過(guò)分析小球的受力情況,來(lái)分析其運(yùn)動(dòng)情況,確定出小球最終做勻速直線運(yùn)動(dòng),再根據(jù)平衡條件和洛倫茲力公式結(jié)合求解最終的速度.

解答 解:受力分析如圖8-3-7所示,隨著速度的增加,F(xiàn)不斷變大,彈力也不斷變大,摩擦力f也變大,合力變小,
所以初始時(shí)刻加速度最大,由牛的第二定律可知:mgsin37°-μmgcos37°=ma
代入數(shù)據(jù)得:a=2.8m/s2
小環(huán)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程是加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),最終勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)加速度為零,速度最大.
由物體的平衡可知:mgsin37°-μN(yùn)=0
又:N=qvB+mgsin37°
所以:$v=\frac{mgsin37°-μmgcos37°}{μqB}$
代入數(shù)據(jù)得:v=2.8m/s
答:小環(huán)由靜止開(kāi)始下滑的最大加速度是2.8m/s2,最大速度是2.8m/s.

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵分析清楚帶電小球的運(yùn)動(dòng)情況,明確小球的加速度為零時(shí),小球達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),速度最大.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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9.如圖所示,球面光滑,當(dāng)木板與豎直墻面之間的夾角θ逐漸增大時(shí),墻面對(duì)球的作用力F1和木板對(duì)球的彈力F2的變化情況是(  )
A.F1增大,F(xiàn)2減小B.F1減小,F(xiàn)2增大
C.F1減小,F(xiàn)2先減小后增大D.F1、F2都變小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

10.如圖所示,將質(zhì)量為2m的重物懸掛在輕繩的一端,輕繩的另一端系一質(zhì)量為m的小環(huán),小環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上,光滑定滑輪與直桿的距離為d.現(xiàn)將小環(huán)從與定滑輪等高的A處由靜止釋放,當(dāng)小環(huán)沿直桿下滑距離也為d時(shí)(圖中B處),下列說(shuō)法正確的是(重力加速度為g)( 。
A.環(huán)與重物組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
B.小環(huán)到達(dá)B處時(shí),重物上升的高度也為d
C.小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于$\frac{\sqrt{2}}{2}$
D.小環(huán)在B處的速度時(shí),環(huán)的速度為$\sqrt{(3-2\sqrt{2})gd}$

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7.A球從80米高的P點(diǎn)自由下落,落到高35米處的Q點(diǎn)時(shí),B球恰好從此高度以V0的速度豎直下拋,結(jié)果兩球同時(shí)落地,那么B球下拋的初速度V0為(g=10米/秒2)( 。
A.20m/sB.30m/sC.40m/sD.10√7m/s

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

14.以下關(guān)于力的說(shuō)法正確的是( 。
A.力可以沒(méi)有施力物體,但不能離開(kāi)受力物體
B.物體各部分都受到重力,可將物體的重力等效集中在一點(diǎn),這一點(diǎn)叫物體的重心
C.自然界只有三種基本相互作用,分別是電磁相互作用、強(qiáng)相互作用、弱相互作用
D.只有直接接觸的物體間才有力

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

4.光滑絕緣水平面上固定兩個(gè)等量正電荷,它們連線的中垂線上有A、B、C三點(diǎn),如圖甲所示.一個(gè)質(zhì)量m的帶正電小物塊由A點(diǎn)靜止釋放,并以此時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),并沿光滑水平面經(jīng)過(guò)B、C兩點(diǎn),其運(yùn)動(dòng)過(guò)程的v-t圖象如圖乙所示,其中圖線在B點(diǎn)位置時(shí)斜率最大,則根據(jù)圖線和題中已知量可以確定(  )
A.B、C兩點(diǎn)間的位移大小B.B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小
C.B、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差D.B、C兩點(diǎn)間電勢(shì)能變化大小

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11.如圖所示,是一物體做作直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.BC段和CD段的運(yùn)動(dòng)方向相反
B.整個(gè)過(guò)程中,OA段的加速度數(shù)值最小
C.整個(gè)過(guò)程中,C點(diǎn)所表示的狀態(tài)離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)
D.OE段所表示運(yùn)動(dòng)通過(guò)的位移是91.5m

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8.質(zhì)量為2kg的物體,在10N水平拉力作用下,由靜止沿光滑水平面運(yùn)動(dòng)1s,去掉拉力,再經(jīng)過(guò)3s,物體的總位移大小是多少?

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20.如圖所示,虛線框內(nèi)為某種電磁緩沖車(chē)的結(jié)構(gòu)示意圖,其主要部件為緩沖滑塊K和質(zhì)量為m的緩沖車(chē)廂.在緩沖車(chē)廂的底板上,沿車(chē)的軸線固定著兩個(gè)光滑水平絕緣導(dǎo)軌PQ、MN,緩沖車(chē)廂的底部安裝電磁鐵(未畫(huà)出,其中m含電磁鐵的質(zhì)量>,能產(chǎn)生垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,導(dǎo)軌內(nèi)的緩沖滑塊K由高強(qiáng)度絕緣材料制成,滑塊K上繞有閉合矩形線圈abcd,線圈的總電阻為R、匣數(shù)為n,ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng),假設(shè)緩沖車(chē)廂以速度v0與障礙物C碰撞后,滑塊K立即停下,而緩沖車(chē)廂繼續(xù)向前移動(dòng)距離L后速度為零,已知緩沖車(chē)廂與障礙物、緩沖車(chē)廂與線圈的ab邊均沒(méi)有接觸,不計(jì)一切摩擦阻力,在這個(gè)緩沖過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.線圈中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较颍ǜ┮暋,且最大感?yīng)電流為$\frac{nBL{v}_{0}}{R}$
B.緩沖滑塊K受到的磁場(chǎng)作用力使緩沖車(chē)廂減速運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)緩沖
C.此過(guò)程中,通過(guò)線圈abcd的電荷量為$\frac{nB{L}^{2}}{R}$
D.此過(guò)程中,線圈abcd產(chǎn)生的焦耳熱為$\frac{m{v}_{0}^{2}}{2}$

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