題目列表(包括答案和解析)
如圖16所示,一根光滑的絕緣斜槽連接一個豎放置的半徑為R=0.50m的圓形絕緣光滑
槽軌。槽軌處在垂直紙面向外的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度B=0.50T。有一個質(zhì)量m=0.10g,帶電量為q=+1.6×10-3C的小球在斜軌道上某位置由靜止自由下滑,若小球恰好能通過最高點,則下列說法中正確的是(重力加速度取10m/s2) ( )
A.小球在最高點只受到洛倫茲力和重力的作用
B.小球從初始靜止到達(dá)最高點的過程中機械能守恒
C.若小球到最高點的線速度為v,小球在最高點時的關(guān)系式成立
D.小球滑下初位置離軌道最低點為m
如圖所示,半徑R=0.8 m的光滑絕緣軌道固定于豎直平面內(nèi),加上一個水平方向的勻強電場時,帶電小球剛好能沿軌道內(nèi)側(cè)做完整的圓周運動,小球動能最大的位置在A點(θ未知),若小球的最大動能比最小動能多16 J,空氣阻力不計。試求:
(1)小球的最小動能為多少?
(2)若小球在動能最小位置時突然撤去軌道,并保持其他量都不變,則小球0.4 s時,其動能與在A點時的動能相等,小球的質(zhì)量為多少?
圖4-2-16
兩位同學(xué)是這樣求出小球的最大速度的:
甲同學(xué):B是軌道的最低點,小球過B點時速度最大,小球運動過程機械能守恒,mgR=mv2,解得小球在滑動過程中的最大速度為v=.
乙同學(xué):B是軌道的最低點,小球過B點時速度最大,小球在B點受到軌道的支持力為N=2mg.由牛頓第二定律有FN-mg=m,解得球在滑動過程中的最大速度為v=.
請分別指出甲、乙同學(xué)的分析是否正確,若有錯,將最主要的錯誤指出來,解出正確的答案,并說明電場的方向.
(16分)、如圖所示,水平絕緣光滑軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接,圓弧的半徑為R。在軌道所在空間存在水平向右的勻強電場,電場強度E,現(xiàn)有一質(zhì)量為m,帶電荷量為q的帶電體(可視為質(zhì)點)放在水平軌道上與B端距離s =5R的位置A,由于受到電場力的作用帶電體由靜止開始運動,當(dāng)運動到圓弧形軌道的C端時,速度恰好為零。已知該帶電體所受電場力大小為重力的,重力加速度為g,求:
(1)帶電體在水平軌道上運動的加速度大小及運動到B端時的速度大;
(2)帶電體運動剛剛經(jīng)過圓弧形軌道的B點瞬間時對圓弧軌道的壓力大小;
(3)帶電體沿圓弧形軌道從B到C的運動過程中,電場力和摩擦力帶電體所做的功各是多少。
(16分)、如圖所示,水平絕緣光滑軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接,圓弧的半徑為R。在軌道所在空間存在水平向右的勻強電場,電場強度E,現(xiàn)有一質(zhì)量為m,帶電荷量為q的帶電體(可視為質(zhì)點)放在水平軌道上與B端距離s =5R的位置A,由于受到電場力的作用帶電體由靜止開始運動,當(dāng)運動到圓弧形軌道的C端時,速度恰好為零。已知該帶電體所受電場力大小為重力的,重力加速度為g,求:
(1)帶電體在水平軌道上運動的加速度大小及運動到B端時的速度大。
(2)帶電體運動剛剛經(jīng)過圓弧形軌道的B點瞬間時對圓弧軌道的壓力大;
(3)帶電體沿圓弧形軌道從B到C的運動過程中,電場力和摩擦力帶電體所做的功各是多少。
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