一質(zhì)量為M = 0.8 kg的中空的、粗細(xì)均勻的、足夠長(zhǎng)的絕緣細(xì)管，其內(nèi)表面粗糙、外表面光滑；有一質(zhì)量為m = 0.2 kg、電荷量為q = 0.1 C的帶正電小滑塊以水平向右的速度進(jìn)入管內(nèi)，如圖甲。細(xì)管置于光滑的水平地面上，細(xì)管的空間能讓滑塊順利地滑進(jìn)去，示意圖如圖乙。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中滑塊的電荷量保持不變。空間中存在垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為B = 1.0 T。（取水平向右為正方向，g = 10 m/s2）

(1)滑塊以v0 = 10 m/s的初速度進(jìn)入管內(nèi)，則系統(tǒng)最終產(chǎn)生的內(nèi)能為多少?

(2)滑塊最終的穩(wěn)定速度 vt 取決于滑塊進(jìn)入細(xì)管時(shí)的初速度v0，請(qǐng)以滑塊的初速度v0為橫坐標(biāo)、滑塊最終穩(wěn)定時(shí)的速度vt 為縱坐標(biāo)，在丙圖中畫出滑塊的vt—v0圖象（只需畫出v0的取值范圍在0至60 m/s的圖象）。

 

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解析:

（1）小球剛進(jìn)入管內(nèi)時(shí)受到洛侖茲力為： N    (1分)

依題意小球受洛侖茲力方向向上，，小球與管的下壁有彈力，摩擦使球減速至最終與細(xì)管速度相同時(shí),兩者以共同速度v運(yùn)動(dòng)           （1分）

由動(dòng)量守恒定律：       （2分）  得v = 2 m/s    （1分）

系統(tǒng)產(chǎn)生內(nèi)能：  （2分）  得：Q = 8 J    （1分）

（2）如圖。（每段4分，共8分）

分析：當(dāng)滑塊對(duì)管的上下壁均無(wú)壓力時(shí)，滑塊進(jìn)入細(xì)管的速度滿足：　    

得：m/s　

�、佼�(dāng)小球初速小于m/s時(shí)，，小球與管的下壁有彈力，摩擦力使小球最終與管共速，系統(tǒng)動(dòng)量守恒：

代入數(shù)據(jù)得：　�。�m/s）　

②當(dāng)初速度大于時(shí)細(xì)管離開地面：   　　

代入數(shù)據(jù)得： m/s　　　

③當(dāng)小球初速20m/s≤v0≤100m/s時(shí)，小球與管的上壁有彈力，摩擦使球減速最終速度為, 即：m/s  

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

一質(zhì)量為m=4.0×103 kg，發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為P=60kW的汽車從靜止開始以a=0.5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)后以額定功率運(yùn)動(dòng)，它在運(yùn)動(dòng)中所受阻力為車重的0.1倍，g取10m/s2，求：
（1）起動(dòng)后2s末發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率；
（2）它以0.5m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
（3）汽車在此路面上行駛的最大速度；
（4）若汽車經(jīng)過(guò)100s時(shí)間速度達(dá)到最大值，求這段時(shí)間內(nèi)汽車前進(jìn)的距離．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，在xOy平面內(nèi)的第一象限內(nèi)存在沿Y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在第四象限存在有界的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=9.0×10-3T，有一質(zhì)量為m=9.0×10-31kg，電量為e=1.6×10-19C的電子以v0=2.0×107m/s的速度從Y軸的p點(diǎn)（0，2.5
3
cm）沿X軸正方向射入第一象限，偏轉(zhuǎn)后從X軸的Q點(diǎn)射入第四象限，方向與X軸成600角，在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)后又回到Q點(diǎn)，方向與X軸也成600角．不計(jì)電子重力，求：
（1）OQ之間的距離及電子通過(guò)Q點(diǎn)的速度大�。�
（2）若在第四象限內(nèi)的磁場(chǎng)的邊界為直線邊界，即在虛線Y=Y0的下方有磁場(chǎng)，如圖中所示．求Y0的坐標(biāo)．
（3）若在第四象限內(nèi)的磁場(chǎng)為圓形邊界的磁場(chǎng)，圓形邊界的磁場(chǎng)的圓心坐標(biāo)的范圍．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

有一質(zhì)量為m=2.0×103kg，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定輸出功率P0=40KW，行駛在平直公路上時(shí)所受阻力恒為車重的0.1倍．若汽車從靜止開始先勻加速啟動(dòng)，加速度的大小a=1m/s2．達(dá)到額定輸出功率后，汽車保持功率不變又加速行駛了一段時(shí)間，直到獲得最大速度后才勻速行駛．試求：
（1）汽車的最大行駛速度vm；
（2）汽車勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；
（3）當(dāng)速度為6m/s時(shí)，汽車牽引力的瞬時(shí)功率．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)在光滑的絕緣水平面上有一質(zhì)量為m=1.0×10-3kg、電量q=1.0×10-10C的帶正電小球靜止在O點(diǎn)，以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)在該水平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系Oxy．現(xiàn)突然加一個(gè)沿x軸正方向、場(chǎng)強(qiáng)大小E=2.0×106V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)使小球運(yùn)動(dòng)，并開始計(jì)時(shí)．在第1s末所加電場(chǎng)方向突然變?yōu)檠貀軸正方向，大小不變；在第2s末電場(chǎng)突然消失，求第3s末小球的位置．
一位同學(xué)這樣分析：第1s內(nèi)小球沿x軸做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可求出其位移x1；第2s內(nèi)小球沿+y方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可求出其位移y2及速度υ，第3s內(nèi)小球沿+y方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可求出位移s，最后小球的橫坐標(biāo)是x1，縱坐標(biāo)是y2+s
你認(rèn)為他的分析正確嗎？如果認(rèn)為正確，請(qǐng)按他的思路求出第3s末小球的位置；如果認(rèn)為不正確，請(qǐng)指出錯(cuò)誤之處并求出第3s末小球的位置．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xoy的第四象限有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m=5.0×10-8kg、電量為q=1.0×10-6C的帶電粒子，從靜止開始經(jīng)U0=10V的電壓加速后，從P點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入磁場(chǎng)，已知OP=30cm，（粒子重力不計(jì)，sin37°=0.6，cos37°=0.8），求：
（1）帶電粒子到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度v的大小
（2）若磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T，粒子從x軸上的Q點(diǎn)離開磁場(chǎng)，求QO的距離
（3）若粒子不能進(jìn)入x軸上方，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B'滿足的條件．

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