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（16分）如圖所示，在磁感應強度為B的水平勻強磁場中，有一足夠長的絕緣細棒OO′在豎直平面內垂直于磁場方向放置，細棒與水平面夾角為α。一質量為m、帶電荷量為＋q的圓環(huán)A套在OO′棒上，圓環(huán)與棒間的動摩擦因數為μ，且μ<tanα，現讓圓環(huán)A由靜止開始下滑，試問圓環(huán)在下滑過程中：

（1）圓環(huán)A的最大加速度為多大？獲得最大加速度時的速度為多大？
（2）圓環(huán)A能夠達到的最大速度為多大？

（1）     （2）

解析試題分析：：(1)由于，即所以環(huán)將由靜止開始沿棒下滑。環(huán)A沿棒運動的速度為時，受到重力、洛倫茲力、桿的彈力和摩擦力。
根據牛頓第二定律，對圓環(huán)A受力分析有
沿棒的方向：（2分）
垂直棒的方向：（2分）
所以當 (即)時
a有最大值，且
此時（2分）
解得：。（2分）
(2)設當環(huán)A的速度達到最大值時，環(huán)受桿的彈力為，摩擦力為。
此時應有，即（3分）
在垂直桿方向上
 （3分）
解得：（2分）
考點：洛倫茲力 牛頓第二定律

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）一物塊以一定的初速度沿斜面向上滑，利用速度傳感器可以在計算機屏幕上得到其速度大小隨時間變化的關系圖像如圖所示，g取10m/s2。求：
（1）物塊向上滑行的最大距離S；
（2）斜面的傾角θ及物塊與斜面間的動摩擦因數μ
（結果保留二位小數）。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(12分)兩足夠長的平行光滑金屬導軌，問距為L傾斜放置，與水平面的夾角為，處于磁感應強度為B方向垂直于導軌平面的勻強磁場中．一質量為m、長為L、電阻為R1的導體棒ab放在導軌上，與導軌垂直且接觸良好，不計導軌電阻．

(1)如圖甲，導軌上端接一個內阻為r的直流電源，導體棒能恰好靜止，求電源的電動勢．
(2)如圖乙，導軌上端接一個阻值為R：的定值電阻，讓導體棒由靜止開始下滑．加速過程中的速度為v時，導體棒的加速度是多少?

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）如圖，勻強電場中有一半徑為r的光滑絕緣圓軌道，軌道平面與電場方向平行。a、b為軌道直徑的兩端，該直徑與電場方向平行。一電荷量為ｑ（q> 0）的質點沿軌道內側運動，經過a點和b點時對軌道壓力的大小分別為Na和Ｎb。不計重力，

求：（1）電場強度的大小E、
（2）質點經過a點和b點時的動能。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（11分）一個質量為m帶電量為q的小球，以初速度v0自離地面h高度處水平拋出。重力加速度為g，空氣阻力忽略不計。

（1）求小球自拋出到第一次落地點P的過程中發(fā)生的水平位移x的大小。
（2）若在空間加一個豎直方向的勻強電場，發(fā)現小球以相同方式水平拋出后做勻速直線運動，請判斷電場的方向并求出電場強度E的大小。
（3）若在空間再加一個垂直紙面的勻強磁場，發(fā)現小球以相同方式水平拋出后第一次落地點仍然是P。已知OP間的距離大于h，請判斷磁場的方向并求出磁感應強度B的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，在水平放置的圓盤邊緣C點固定一個小桶，桶的高度不計，圓盤半徑為R=1m,在圓盤直徑CD的正上方，與CD平行放置一條水平滑道AB，滑道右端B與圓盤圓心O在同一豎直線上，且B點距離圓盤圓心的豎直高度h= 1.25m，在滑道左端靜止放置質量為m=0.4kg的物塊（可視為質點），物塊與滑道的動摩擦因數為μ=0.2，現用力F="4" N的水平作用力拉動物塊，同時圓盤從圖示位置以角速度ω="2π" rad/s，繞通過圓心O的豎直軸勻速轉動，拉力作用在物塊上一段時間后撤掉，最終物塊由B點水平拋出，恰好落入圓盤邊緣的小桶內。(重力加速度取10m/s2。)

（1）若拉力作用時間為0.5s，求所需滑道的長度
（2）求拉力所做的最少的功

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）素有“陸地沖浪”之稱的滑板運動已深受廣大青少年喜愛．如圖所示是由足夠長的斜直軌道,半徑的凹形圓弧軌道和半徑的凸形圓弧軌道三部分組成的模擬滑板組合軌道.這三部分軌道依次平滑連接,且處于同一豎直平面內．其中M點為凹形圓弧軌道的最低點,N點為凸形圓弧軌道的最高點，凸形圓弧軌道的圓心O與M點在同一水平面上.可視為質點,質量為的滑板從斜直軌道上的P點無初速度滑下,經M點滑向N點,P點距水平面的高度.不計一切阻力,取.求：

(1)滑板滑至M點時的速度；
(2)滑板滑至M點時，軌道對滑板的支持力；
(3)若滑板滑至N點時恰好對軌道無壓力，則滑板的下滑點P距水平面的高度應變?yōu)槎嗌?

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）如圖所示，一根長為L的輕繩一端固定在點，另一端系一質量的小球，小球可視為質點。將輕繩拉至水平并將小球由位置A靜止釋放，小球運動到最低點時，輕繩剛好被拉斷。點下方有一以點為頂點的固定斜面，傾角,斜面足夠長，且，已知重力加速度為，忽略空氣阻力；求：

(1)輕繩斷時的前后瞬間，小球的加速度？   (2)小球落至斜面上的速度大小及方向？

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