如圖所示,空間中存在著正交的水平勻強電場和勻強磁場,電場強度E=4 V/m,方向水平向左;磁感應(yīng)強度B=2 T,方向垂直紙面向里.一質(zhì)量m=1 g,帶正電的小環(huán)穿在一根絕緣細桿abcd上,細桿ab段和cd段是直線,bc段彎曲,且在b、c處與ab、cd平滑連接.ab段是豎直的,cd段與水平方向成=45°角.abcd兩段是粗糙的,bc段光滑.abh=0.8 m,ac兩點間豎直高度差為=1.6 m.小環(huán)Pa點無初速釋放,到達b點的瞬間,恰好與細桿無相互作用力;小環(huán)沿bc下滑剛過c點,即在cd段做勻速直線運動且與細桿沒有相互作用.g=10 m/s2,求:

(1)小環(huán)在ab段運動時,摩擦力對小環(huán)做的功.

(2)a、c間的水平距離.

答案:
解析:

  解:(1)設(shè)小環(huán)到達b點的速率為v1,因小環(huán)在b點恰好與細桿無相互作用力,則有:Eqqv1B(2分)

  得:(2分)

  對小環(huán)在ab段的運動過程用動能定理,有:

  (2分)

  得:W=-6×10-3 J(1分)

  (2)小環(huán)在cd段做勻速直線運動,且與細桿無相互作用力,則小環(huán)受力情況如圖所示.

  設(shè)小環(huán)剛過c點的速度為v2,由幾何關(guān)系可知,

  電場力Eqmg(1分),洛倫茲力qv2B=Eq(1分)

  得v2m/s(2分)

  設(shè)ac間的水平距離為l,對小環(huán)在bc段的運動過程用動能定理,有:

  =mg(H-h(huán))-Eql(2分)

  得:l=0.6 m(1分)


練習(xí)冊系列答案
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