如圖所示,光滑絕緣水平面的上方空間被豎直的分界面MN分隔成兩部分,左側(cè)空間存在一水平向右的勻強電場,場強大小 右側(cè)空間有一長為R=0.8m的絕緣輕繩,繩的一端固定于O點,另一端拴一個質(zhì)量m2=m的不帶電的小球B在豎直平面內(nèi)做順時針方向的圓周運動,運動到最低點時速度大小vB=8m/s,小球B在最低點時與地面接觸但沒有彈力. 在MN左側(cè)空間中有一個質(zhì)量為m1=m的帶正電的物體A,電荷量大小為q,在水平面上與MN界面水平間距為L處由靜止釋放,恰好與運動到最低點處的B發(fā)生正碰,并瞬間粘合成一個整體C,碰后瞬間在MN的右側(cè)空間立即加上一豎直向上的勻強電場,場強大小E2=3E1(g=10m/s2

(1)如果L=0.2m,求出整體C運動到最高點時的瞬時速度大小,及此時繩的拉力是物體重力的多少倍?
(2)當(dāng)L滿足什么條件時,整體C可以在豎直面內(nèi)做一個完整的圓周運動?
(1)T="7.25" mg  (2)m或m,整體C在豎直面內(nèi)做一個完整的圓周運動.
(1)物A與B碰前速度為,有動能定理:
   ∴="2" m/s
A、B作用動量守恒:
m/s,即C順時針轉(zhuǎn)動
C有最底點→最高點速度為有動能定理:
   即m/s     …………5分
在最高點處:∴T="7.25" mg  …………5分
(2)合成C后:∵,C的合力向上,
即C在最底處有最小速度m/s
令C順時針:,∴m/s,則m   …………5分
令C逆時針:,∴m/s,則m  …………5分
m或m,整體C在豎直面內(nèi)做一個完整的圓周運動.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

(2009年高考福建理綜卷改編)如圖9-3-14所示,固定放置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d,其右端接有阻值為R的電阻,整個裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中.一質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻)的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置,且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸,桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運動距離l時,速度恰好達(dá)到最大(運動過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直).設(shè)桿接入電路的電阻為r,導(dǎo)軌電阻不計,重力加速度大小為g.則此過程(  )

圖9-3-14
A.桿的速度最大值為
B.流過電阻R的電量為
C.恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動能的變化量
D.恒力F做的功與安培力做的功之和等于桿動能的變化量

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示,用絕緣細(xì)線拴一個質(zhì)量為m的小球,小球在豎直向下的場強為E的勻強電場中的豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動.則小球帶___________電荷,所帶電荷量為___________.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

在一真空室內(nèi)存在著勻強電場和勻強磁場,電場的方向與磁場的方向相同,已知電場強度E=40.0V/m,磁感應(yīng)強度B=0.30T,如圖所示,在真空室內(nèi)建立O—xyz三維直角坐標(biāo)系,其中z軸豎直向上。質(zhì)量m=1.0×10-4Kg、帶負(fù)電的質(zhì)點以速度v0=100m/s沿+x方向做勻速直線運動,速度方向與電場、磁場方向垂直,取g=10m/s2

(1)求質(zhì)點所受電場力與洛倫茲力的大小之比
(2)求帶電質(zhì)點的電荷量
(3)若在質(zhì)點通過O點時撤去磁場,求經(jīng)過t=0.20s時,帶電質(zhì)點的位置坐標(biāo)。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(16 分)如圖所示,待測區(qū)域中存在勻強電場和勻強磁場,根據(jù)帶電粒子射入時的受力情況可推測其電場和磁場. 圖中裝置由加速器和平移器組成,平移器由兩對水平放置、相距為l的相同平行金屬板構(gòu)成,極板長度為l、間距為d,兩對極板間偏轉(zhuǎn)電壓大小相等、電場方向相反. 質(zhì)量為m、電荷量為+q 的粒子經(jīng)加速電壓U0 加速后,水平射入偏轉(zhuǎn)電壓為U1 的平移器,最終從A 點水平射入待測區(qū)域. 不考慮粒子受到的重力.

(1)求粒子射出平移器時的速度大小v1;
(2)當(dāng)加速電壓變?yōu)?U0 時,欲使粒子仍從A 點射入待測區(qū)域,求此時的偏轉(zhuǎn)電壓U;
(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待測區(qū)域,剛進(jìn)入時的受力大小均為F. 現(xiàn)取水平向右為x 軸正方向,建立如圖所示的直角坐標(biāo)系Oxyz. 保持加速電壓為U0 不變,移動裝置使粒子沿不同的坐標(biāo)軸方向射入待測區(qū)域,粒子剛射入時的受力大小如下表所示.

請推測該區(qū)域中電場強度和磁感應(yīng)強度的大小及可能的方向.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,空間存在足夠大的豎直向下的勻強電場,帶正電荷的小球(可視為質(zhì)點且所受電場力與重力相等)自空間0點以水平初速度v0拋出,落在地面上的A點,其軌跡為一拋物線,F(xiàn)仿此拋物線制作一個光滑絕緣滑道并固定在與OA完全重合的位置上,將此小球從0點由靜止釋放,并沿此滑道滑下,在下滑過程中小球未脫離滑道。P為滑道上一點,已知小球沿滑道滑至P點時其速度與水平方向的夾角為45°,下列說法正確的是   
A.小球兩次由O點運動到P點的時間相等
B.小球經(jīng)過P點時,水平位移與豎直位移之比為1:2
C.小球經(jīng)過滑道上P點時,電勢能變化了mv20
D.小球經(jīng)過滑道上P點時,重力的瞬時功率為

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖甲所示,在邊界MN左側(cè)存在斜方向的勻強電場E1,在MN的右側(cè)有豎直向上、場強大小為E2=0.4N/C的勻強電場,還有垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場B(圖甲中未畫出)和水平向右的勻強電場E3(圖甲中未畫出),B和E3隨時間變化的情況如圖乙所示,P1P2為距MN邊界2.28m的豎直墻壁,現(xiàn)有一帶正電微粒質(zhì)量為4×10-7kg,電量為1×10-5C,從左側(cè)電場中距MN邊界m的A處無初速釋放后,沿直線以1m/s速度垂直MN邊界進(jìn)入右側(cè)場區(qū),設(shè)進(jìn)入右側(cè)場時刻t=0, 取g =10m/s2.求:
(1)MN左側(cè)勻強電場的電場強度E1的大小及方向。(sin37º=0.6);
(2)帶電微粒在MN右側(cè)場區(qū)中運動了1.5s時的速度的大小及方向;
(3)帶電微粒在MN右側(cè)場區(qū)中運動多長時間與墻壁碰撞?(≈0.19)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如題25圖所示,在直角坐標(biāo)xOy平面y軸左側(cè)(含y軸)有一沿y軸負(fù)向的勻強電場,一質(zhì)量為m,電量為q的帶正電粒子從x軸上P處以速度v0沿x軸正向進(jìn)入電場,從y軸上Q點離開電場時速度方向與y軸負(fù)向夾角=30°,Q點坐標(biāo)為(0,-d),在y軸右側(cè)有一與坐標(biāo)平面垂直的有界勻強磁場區(qū)域(圖中未畫出),磁場磁感應(yīng)強度大小,粒子能從坐標(biāo)原點O沿x軸負(fù)向再進(jìn)入電場.不計粒子重力,求:

(1)電場強度大小E;
(2)如果有界勻強磁場區(qū)域為半圓形,求磁場區(qū)域的最小面積;
(3)粒子從P點運動到O點的總時間.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖下圖所示,坐標(biāo)空間中有場強為E的勻強電場和磁感應(yīng)強度為B的勻強
磁場,y軸為兩種場的分界面,圖中虛線為磁場區(qū)的右邊界。現(xiàn)有一質(zhì)量為m.電量為-q的
帶電粒子,從電場中的P點以初速度V0沿x軸正方向開始運動,已知P點的坐標(biāo)為
(-L,0)且,試求:
(1)帶電粒子運動到Y(jié)軸上時的速度
(2)要使帶電粒子能穿越磁場區(qū)域而不再返回到電場中,磁場的寬度最大為多少(不計帶電粒子的重力)

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同步練習(xí)冊答案