(20分)如圖所示,半徑R = 0.8m的四分之一光滑圓弧軌道位于豎直平面內(nèi),與長(zhǎng)CD = 2.0m的絕緣水平面平滑連接。水平面右側(cè)空間存在互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E = 40N/C,方向豎直向上,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 1.0T,方向垂直紙面向外。兩個(gè)質(zhì)量均為m = 2.0×10-6kg的小球a和b,a球不帶電,b球帶q = 1.0×10-6C的正電,并靜止于水平面右邊緣處。將a球從圓弧軌道頂端由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)與b球發(fā)生正碰,碰撞時(shí)間極短,碰后兩球粘合在一起飛入復(fù)合場(chǎng)中,最后落在地面上的P點(diǎn)。已知小球a在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦阻力f = 0.1mg, PN =,取g =10m/s2。a、b均可作為質(zhì)點(diǎn)。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)求:
(1)小球a與b相碰后瞬間速度的大小v
(2)水平面離地面的高度h
(3)從小球a開(kāi)始釋放到落地前瞬間的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,ab系統(tǒng)損失的機(jī)械能ΔE。
(1)v = 1.73m/s
(2)3.46m
(3)1.49×10-4J

(1)設(shè)a球到D點(diǎn)時(shí)的速度為vD,從釋放至D點(diǎn),
根據(jù)動(dòng)能定理:      (3分)
對(duì)a、b球,根據(jù)動(dòng)量守恒定律  mvD =" 2mv     " (2分)
解得:v = 1.73m/s                              (2分)
(2)兩球進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)后,由計(jì)算可知Eq = 2mg,兩球在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖如右圖所示                         (1分)

洛侖茲力提供向心力                  (2分)
由圖可知: r = 2h     (2分)           解得:h = 2=3.46m     (2分)
(3)ab系統(tǒng)損失的機(jī)械能
               (4分)
      解得  = 1.49×10-4J      (2分)
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,在xoy平面第一象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度。第四象限有垂直平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度。它們的右邊界為x=5.0m,今有一個(gè)質(zhì)量,電荷量的帶正電粒子(不計(jì)重力),在y軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)d=0.3m的p處以初速度沿x軸正方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)。求:帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(21分)
圖中左邊有一對(duì)平行金屬板,兩板相距為d,電壓為V;兩板之間有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為,方向平行于板面并垂直于紙面朝里。圖中右邊有一邊長(zhǎng)為a的正三角形區(qū)域EFG(EF邊與金屬板垂直),在此區(qū)域內(nèi)及其邊界上也有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面朝里。假設(shè)一系列電荷量為q的正離子沿平行于金屬板面、垂直于磁場(chǎng)的方向射入金屬板之間,沿同一方向射出金屬板之間的區(qū)域,并經(jīng)EF邊中點(diǎn)H射入磁場(chǎng)區(qū)域。不計(jì)重力。

(1)已知這些離子中的離子甲到達(dá)磁場(chǎng)邊界EG后,從邊界EF穿出磁場(chǎng),求離子甲的質(zhì)量。
(2)已知這些離子中的離子乙從EG邊上的I點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)穿出磁場(chǎng),且GI長(zhǎng)為。求離子乙的質(zhì)量。
(3)若這些離子中的最輕離子的質(zhì)量等于離子甲質(zhì)量的一半,而離子乙的質(zhì)量是最大的,問(wèn)磁場(chǎng)邊界上什么區(qū)域內(nèi)可能有離子到達(dá)。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(19分)如圖甲所示,豎直擋板MN左側(cè)空間有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)和磁場(chǎng)的范圍足夠大,電場(chǎng)強(qiáng)度E=40N/C,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象如圖乙所示,選定磁場(chǎng)垂直紙面向里為正方向。t=0時(shí)刻,一質(zhì)量m=8×10-4kg、電荷量q=+2×10-4C的微粒在O點(diǎn)具有豎直向下的速度v=0.12m/s,O´是擋板MN上一點(diǎn),直線OO´與擋板MN垂直,取g=10m/s2。求:
(1)微粒再次經(jīng)過(guò)直線OO´時(shí)與O點(diǎn)的距離;
(2)微粒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中離開(kāi)直線OO´的最大高度;
(3)水平移動(dòng)擋板,使微粒能垂直射到擋板上,擋板與O點(diǎn)間的距離應(yīng)滿足的條件。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(18分) 如圖所示,在足夠大的空間范圍內(nèi),同時(shí)存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.足夠長(zhǎng)的光滑斜面固定在水平面上,斜面傾角為30.有一帶電的物體P靜止于斜面頂端且P對(duì)斜面無(wú)壓力,若給物體P一瞬時(shí)沖量,使其獲得水平方向的初速度向右拋出,同時(shí)另有一不帶電的物體QA處由靜止開(kāi)始沿斜面滑下(P、Q均可視為質(zhì)點(diǎn)),P、Q二物體運(yùn)動(dòng)軌跡在同一豎直平面內(nèi).一段時(shí)間后,物體P恰好與斜面上的物體Q相遇,且相遇時(shí)物體P的速度方向與其水平初速度方向的夾角為60.已知重力加速度為,求:
(1)P、Q相遇所需的時(shí)間;
(2)物體P在斜面頂端受到瞬時(shí)沖量后所獲得的初速度的大。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,理想變壓器的原副線圈匝數(shù)比n1n2=2∶1,原線圈輸入端接正弦交流電,副線圈接一電動(dòng)機(jī),其電阻為R,電流表的讀數(shù)為I,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一質(zhì)量為m的重物以速度v勻速上升,若電動(dòng)機(jī)因摩擦造成的能量損失不計(jì),則圖中電壓表的讀數(shù)應(yīng)為(   )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如下圖所示,在直角坐標(biāo)系的第一、二象限內(nèi)有垂直于紙面的勾強(qiáng)磁場(chǎng),第三象限有沿Y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),第四象限內(nèi)無(wú)電場(chǎng)和磁場(chǎng).質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子從M點(diǎn)以速度v0沿X軸負(fù)方向進(jìn)入電場(chǎng),不計(jì)粒子的重力,粒子經(jīng)N、和X軸上的P點(diǎn)最后又回到M點(diǎn).設(shè)OM=OP=l,ON=2l,求:

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大。
(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B的大小和方向.
(3)粒子從M點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng),經(jīng)N、P點(diǎn)最后又回到M點(diǎn)所用的時(shí)間.
 

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,半圓形光滑槽固定在地面上,勻強(qiáng)磁場(chǎng)與槽所形成的軌道平面垂直.將質(zhì)量為m的帶電小球自槽頂A處由靜止釋放,小球到達(dá)槽最低點(diǎn)C時(shí),恰對(duì)槽無(wú)壓力,則小球在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)C點(diǎn)的最大壓力為(   。
A.零  B.2mgC.4mgD.6mg

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

如圖所示,地面附近的空間存在著足夠大的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向見(jiàn)圖)和與之垂直的水平勻強(qiáng)電場(chǎng) (場(chǎng)強(qiáng)大小為E,方向未畫(huà)出),一個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)沿直線斜向上運(yùn)動(dòng)(圖中虛線),該直線與電場(chǎng)線所夾銳角為θ,設(shè)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)的電量和質(zhì)量都不變,則該質(zhì)點(diǎn)帶______電,經(jīng)過(guò)該直線上的M點(diǎn)時(shí)運(yùn)動(dòng)速度大小為_(kāi)__________。

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