在空間有足夠大的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里,大小為B,光滑絕緣空心細(xì)管MN的長度為h,管內(nèi)M端有一質(zhì)量為m,電量為+q的小球,開始時(shí)小球相對于管靜止,管帶著小球沿垂直于管長度方向的恒定速率u向圖是右方運(yùn)動(dòng),設(shè)重力及其它阻力均可忽略不計(jì).
(1)當(dāng)小球相對于管上升的速度為V時(shí),小球上升的加速度多大?
(2)小球從管的另一端離開管口后,在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R多大?
分析:(1)小球P相對管上升的速度為v,隨管勻速運(yùn)動(dòng)速度為u,求出小球的合速度,得出洛倫茲力,根據(jù)牛頓第二定律求出小球上升的加速度.
(2)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出小球離開N端管口時(shí)的豎直分速度,再求出小球離開N端管口時(shí)的合速度,由圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式求出小球在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R.
解答:解:(1)當(dāng)管以恒定的速度u向右運(yùn)動(dòng)時(shí),小球受豎直向上的洛侖茲力
    fy=Bqu
    產(chǎn)生豎直向上的加速度,ay=
fy
m
=
Bqu
m

小球相對于管勻加速上升為
Bqu
m,

(2)小球沿管上升,豎直速度設(shè)為
v
 
y
,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知:
v
2
y
=2ah=
2Bquh
m

此時(shí)小球的速度v1=
vy2+u2
=
2Bquh
m
+u2

由牛頓第二定律知:qv1B=
m
v
2
1
R

所以:R=
m
Bq
2Bquh
m
+u2

答:(1)當(dāng)小球相對于管上升的速度為V時(shí),小球上升的加速度
Bqu
m

(2)小球從管的另一端離開管口后,在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R=
m
Bq
2Bquh
m
+u2
點(diǎn)評:本題是運(yùn)動(dòng)的合成、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、牛頓第二定律和動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用.運(yùn)用動(dòng)能定理求變力做功是常用的方法
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,虛線PQ右側(cè)有垂直于紙面向外的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,虛線PQ左側(cè)是無場空間.MN是與PQ平行的擋板,其中心有一個(gè)小孔O.
(1)若電子(質(zhì)量為m,電荷量為e)以垂直于PQ的初速度v0從小孔O向右射入,求電子在虛線PQ上的射入點(diǎn)和射出點(diǎn)之間的距離d.
(2)若在MN與PQ之間加一個(gè)與PQ方向平行的勻強(qiáng)電場,然后讓電子仍以垂直于PQ的初速度v0從小孔O向右射入,通過該勻強(qiáng)電場后再進(jìn)入勻強(qiáng)磁場,試討論電子在虛線PQ上的射入點(diǎn)和射出點(diǎn)之間的距離d將如何變化?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,水平地面上方被豎直線MN分隔成兩部分,M點(diǎn)左側(cè)地面粗糙,與B球間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5,右側(cè)光滑.MN右側(cè)空間有一范圍足夠大的勻強(qiáng)電場,在O點(diǎn)用長為R=5m的輕質(zhì)絕緣細(xì)繩,拴一個(gè)質(zhì)量mA=0.04kg,帶電量為q=+2×10-4C的小球A,在豎直平面內(nèi)以v=10m/s的速度做順時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng),小球A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)與地面剛好不接觸.處于原長的彈簧左端連在墻上,右端與不帶電的小球B接觸但不粘連,B球的質(zhì)量mB=0.02kg,此時(shí)B球剛好位于M點(diǎn).現(xiàn)用水平向左的推力將B球緩慢推至P點(diǎn)(彈簧仍在彈性限度內(nèi)),MP之間的距離為L=10cm,推力所做的功是W=0.27J,當(dāng)撤去推力后,B球沿地面向右滑動(dòng)恰好能和A球在最低點(diǎn)處發(fā)生正碰,并瞬間成為一個(gè)整體C(A、B、C均可視為質(zhì)點(diǎn)),速度大小變?yōu)?m/s,方向向左;碰撞前后電荷量保持不變,碰后瞬間立即把勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小變?yōu)镋=6×103N/C,電場方向不變,求:
(1)在A、B兩球碰撞前勻強(qiáng)電場的大小和方向;
(2)彈簧具有的最大彈性勢能;
(3)整體C運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)繩的拉力大小.(取g=10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2009?豐臺(tái)區(qū)一模)如圖所示,水平地面上方被豎直線MN分隔成兩部分,M點(diǎn)左側(cè)地面粗糙,動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5,右側(cè)光滑.MN右側(cè)空間有一范圍足夠大的勻強(qiáng)電場.在O點(diǎn)用長為R=5m的輕質(zhì)絕緣細(xì)繩,拴一個(gè)質(zhì)量mA=0.04kg,帶電量為q=+2×10-4的小球A,在豎直平面內(nèi)以v=10m/s的速度做順時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)與地面剛好不接觸.處于原長的彈簧左端連在墻上,右端與不帶電的小球B接觸但不粘連,B球的質(zhì)量mB=0.02kg,此時(shí)B球剛好位于M點(diǎn).現(xiàn)用水平向左的推力將B球緩慢推至P點(diǎn)(彈簧仍在彈性限度內(nèi)),MP之間的距離為L=10cm,推力所做的功是W=0.27J,當(dāng)撤去推力后,B球沿地面右滑恰好能和A球在最低點(diǎn)處發(fā)生正碰,并瞬間成為一個(gè)整體C(A、B、C均可視為質(zhì)點(diǎn)),碰后瞬間立即把勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小變?yōu)镋=6×103N/C,電場方向不變.(取g=10m/s2)求:
(1)A、B兩球在碰前勻強(qiáng)電場的大小和方向.
(2)碰撞后整體C的速度.
(3)整體C運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)繩的拉力大。

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在空間有足夠大的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里,大小為B,光滑絕緣空心細(xì)管MN的長度為h,管內(nèi)M端有一質(zhì)量為m,電量為+q的小球,開始時(shí)小球相對于管靜止,管帶著小球沿垂直于管長度方向的恒定速率u向圖是右方運(yùn)動(dòng),設(shè)重力及其它阻力均可忽略不計(jì),
(1)當(dāng)小球相對于管上升的速度為V時(shí),小球上升的加速度多大?
(2)小球從管的另一端離開管口后,在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R多大?

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