分析 根據(jù)題意求出碰撞前后滑塊的速度,應(yīng)用勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度公式求出滑塊的速度;
滑塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),由f=qvB求出洛倫茲力,由滑動(dòng)摩擦力求出滑動(dòng)摩擦力,然后應(yīng)用平衡條件求出電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度,由功的計(jì)算公式求出摩擦力做功.
解答 解:(1)(2)設(shè)滑塊的初速度為v,碰撞后動(dòng)能變?yōu)榕銮暗?\frac{1}{4}$,則速度變?yōu)椋?\frac{1}{2}$v,
滑塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間:T=$\frac{L}{v}$+$\frac{L}{\frac{1}{2}v}$,
解得:v=$\frac{3L}{T}$,
滑塊向右運(yùn)動(dòng)時(shí),洛倫茲力:F=qvB=$\frac{3qLB}{T}$,
由左手定則可知,洛倫茲力豎直向下,
滑動(dòng)摩擦力:f=μ(mg+F)=μ(mg+$\frac{3qLB}{T}$),方向:水平向左,
由平衡條件得:qE=f,即:qE=μ(mg+$\frac{3qLB}{T}$),電場(chǎng)力水平向右,
碰撞后滑塊向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程不受電場(chǎng)力作用,滑塊受到的洛倫茲力:
F′=q×$\frac{1}{2}$v×B=$\frac{3qBL}{2T}$,
由左手定則可知,此時(shí)洛倫茲力豎直向上,滑塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),在水平方向處于平衡狀態(tài),由于沒(méi)有電場(chǎng)力,則滑塊不受滑動(dòng)摩擦力作用,滑塊與地面間不存在彈力,由平衡條件可知,洛倫茲力等于重力,
即:F′=mg,$\frac{3qBL}{2T}$=mg ②
由①②解得:B=$\frac{2mgT}{3qL}$,
E=$\frac{3μmg}{q}$,滑塊帶正電,電場(chǎng)力水平向右,則電場(chǎng)強(qiáng)度方向:水平向右;
(3)滑塊向右運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力:f=μ(mg+$\frac{3qLB}{T}$)=3μmg,
滑塊向左運(yùn)動(dòng)時(shí)不受摩擦力作用,則全過(guò)程摩擦力做的功:W=-fL=-3μmgL;
答:(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小為$\frac{3μmg}{q}$,方向:水平向右;
(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B為$\frac{2mgT}{3qL}$.
(3)全過(guò)程摩擦力做的功為-3μmgL.
點(diǎn)評(píng) 本題是一道電學(xué)、磁學(xué)與力學(xué)相結(jié)合的綜合題,有一定的難度,分析清楚滑塊的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是正確解題的前提與關(guān)鍵,應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出滑塊的速度,應(yīng)用洛倫茲力公式、滑動(dòng)摩擦力公式與平衡條件可以解題;解題時(shí)要注意,滑塊向右運(yùn)動(dòng)時(shí)受到滑動(dòng)摩擦力,向左運(yùn)動(dòng)時(shí)不受滑動(dòng)摩擦力.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 電場(chǎng)線(xiàn)和磁感線(xiàn)都是電場(chǎng)或磁場(chǎng)中實(shí)際存在的線(xiàn) | |
B. | 磁場(chǎng)中兩條磁感線(xiàn)一定不相交,但在復(fù)雜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線(xiàn)是可以相交的 | |
C. | 靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線(xiàn)是一條不閉合曲線(xiàn),而磁感線(xiàn)是一條閉合曲線(xiàn) | |
D. | 電場(chǎng)線(xiàn)越密的地方,同一試探電荷所受的電場(chǎng)力越大;磁感線(xiàn)分布較密的地方,同一通電導(dǎo)線(xiàn)所受的磁場(chǎng)力也越大 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 該圖線(xiàn)就是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡 | |
B. | 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率是4Hz | |
C. | 質(zhì)點(diǎn)在4s的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程為8cm | |
D. | 質(zhì)點(diǎn)的振幅是4cm |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 在太陽(yáng)光照射下,水面上油膜出現(xiàn)彩色花紋是光的色散現(xiàn)象 | |
B. | 圓孔衍射圖樣中明暗條紋的間距是相等的 | |
C. | 激光具有高度高、單色性好的特點(diǎn),它也可以色散 | |
D. | 光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種橫波 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 和的示數(shù)相等 | |
B. | 和的偏轉(zhuǎn)角度相同 | |
C. | 和的示數(shù)不相等,指針偏轉(zhuǎn)角度也不相同 | |
D. | 和示數(shù)之比等于兩電壓表的內(nèi)阻之比 |
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