如圖所示，在光滑絕緣水平面上平放著一內(nèi)壁光滑、絕緣的空心細(xì)管，管內(nèi)M端有一帶正電的小球P，在距離管的N端正右方2h的A1處有另一不帶電的小球Q，存足夠大空間區(qū)域有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)皮為B�，F(xiàn)讓細(xì)管以垂直管長方向的速度v1水平向右勻速運(yùn)動，同時讓Q以某速度v2從A1點(diǎn)出發(fā)沿A1A2勻速運(yùn)動，細(xì)管運(yùn)動到A1處時，A1A2與細(xì)管延長線的夾角為45°。若小球P恰好在A處相對水平面以速度離開管的N端，一段時間后與Q相碰，試求：

   （1）P的帶電量與質(zhì)量之比的大小；

   （2）v2的人小。

 

【答案】

（1）設(shè)P的電量為q、質(zhì)量為m，P因參與v1運(yùn)動而受到指向N端的洛倫茲力，其值為

P在管中的運(yùn)動會使它受到另一個向左的洛倫茲力，此力被管壁施予P向右的力所抵消。P對應(yīng)有指向N端的加速度

                          ①

設(shè)P從M端到達(dá)N端t1，到達(dá)N端時沿管長方向的速度大小為u。

則                               ②

                                 ③

                        ④

由③可得：                        ⑤

由①②③⑤可得：               ⑥

   （2）P離開管后將在水平面上作勻速圓周運(yùn)動其速度為：

                             ⑦

                               ⑧

P恰好在A1位置離開管的N端，離開管后最終只可能與Q在圖中S處相碰，Q從開始運(yùn)動到P相碰撞經(jīng)歷的時間為：

（n=0、1、2、3……）⑨

在這段時間內(nèi)Q小球恰好走過2r的路程，則

                         ⑩

解得：         （11）

【解析】略

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在光滑絕緣的水平直軌道上有兩個帶電小球a和b，a球質(zhì)量為2m、帶電量為+q，b球質(zhì)量為m、帶電量為+2q，兩球相距較遠(yuǎn)且相向運(yùn)動．某時刻a、b球的速度大小依次為v和1.5v，由于靜電斥力的作用，它們不會相碰．則下列敘述正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?汕頭一模）如圖所示，在光滑絕緣水平面上，不帶電的絕緣小球P2靜止在O點(diǎn)．帶正電的小球P1以速度v0從A點(diǎn)進(jìn)入AB區(qū)域．隨后與P2發(fā)生正碰后反彈，反彈速度為
2
3
v0．從碰撞時刻起在AB區(qū)域內(nèi)加上一個水平向右，電場強(qiáng)度為E0的勻強(qiáng)電場，并且區(qū)域外始終不存在電場．P1的質(zhì)量為m1，帶電量為q，P2的質(zhì)量為m2=5m1，A、O間距為L0，O、B間距為L=
4L0
3
，已知
qE0
m1
=
4v02
3L0
．
（1）求碰撞后小球P1向左運(yùn)動的最大距離及所需時間．
（2）判斷兩球能否在OB區(qū)間內(nèi)再次發(fā)生碰撞．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在光滑絕緣的水平面上有一個用一根均勻?qū)w圍成的正方形線框abcd，其邊長為L，總電阻為R，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場的左邊，圖中虛線MN為磁場的左邊界．線框在大小為F的恒力作用下向右運(yùn)動，其中ab邊保持與MN平行．當(dāng)線框以速度v0進(jìn)入磁場區(qū)域時，它恰好做勻速運(yùn)動．在線框進(jìn)入磁場的過程中，
（1）線框的ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小為E 為多少？
（2）求線框a、b兩點(diǎn)的電勢差．
（3）求線框中產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在光滑絕緣水平面上，兩個帶等量正電的點(diǎn)電荷M、N，分別固定在A、B兩點(diǎn)，O為AB連線的中點(diǎn)，CD為AB的垂直平分線．在CO之間的F點(diǎn)由靜止釋放一個帶負(fù)電的小球P（設(shè)不改變原來的電場分布），在以后的一段時間內(nèi)，P在CD連線上做往復(fù)運(yùn)動．若（　　）
A、小球P的帶電量緩慢減小，則它往復(fù)運(yùn)動過程中振幅不斷減小B、小球P的帶電量緩慢減小，則它往復(fù)運(yùn)動過程中每次經(jīng)過O點(diǎn)時的速率不斷減小C、點(diǎn)電荷M、N的帶電量同時等量地緩慢增大，則小球P往復(fù)運(yùn)動過程中周期不斷減小D、點(diǎn)電荷M、N的帶電量同時等量地緩慢增大，則小球P往復(fù)運(yùn)動過程中振幅不斷減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在光滑絕緣水平面上有直角坐標(biāo)系xoy，將半徑為R=0.4m，內(nèi)徑很小、內(nèi)壁光滑、管壁極薄的圓弧形絕緣管AB水平固定在第二象限內(nèi)，它的A端和圓心O′都在y軸上，B端在x軸上，O′B與y軸負(fù)方向夾角θ=60°．在坐標(biāo)系的第一、四象限不同區(qū)域內(nèi)存在著四個垂直于水平面的勻強(qiáng)磁場，a、b、c為磁場的理想分界線，它們的直線方程分別為a：y=0.2；b：y=-0.1；c：y=-0.4；在a、b所圍的區(qū)域Ⅰ和b、c所圍的區(qū)域Ⅱ內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1、B2，第一、四象限其它區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B0．當(dāng)一質(zhì)量m=1.2×10-5kg、電荷量q=1.0×10-6C，直徑略小于絕緣管內(nèi)徑的帶正電小球，自絕緣管A端以v=2.0×10-2 m/s的速度垂直y軸射入管中，在以后的運(yùn)動過程中，小球能垂直通過c、a，并又能以垂直于y軸的速度進(jìn)入絕緣管而做周期性運(yùn)動．求：
（1）B0的大小和方向；
（2）B1、B2的大小和方向；．
（3）在運(yùn)動的一個周期內(nèi)，小球在經(jīng)過第一、四    象限的過程中，在區(qū)域Ⅰ、Ⅱ內(nèi)運(yùn)動的時間與在區(qū)域Ⅰ、Ⅱ外運(yùn)動的時間之比．

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