题目列表(包括答案和解析)
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如图所示,水平细杆MN、CD,长度均为L。两杆间距离为h,M、C两端与半圆形细杆相连,半圆形细杆与MN、CD在同一竖直平面内,且MN、CD恰为半圆弧在M、C两点处的切线。质量为m的带正电的小球P,电荷量为q,穿在细杆上,已知小球P与两水平细杆间的动摩擦因数为μ,小球P与半圆形细杆之间的摩擦不计,小球P与细杆之间相互绝缘。
(1)若整个装置处在方向与之垂直、磁感应强度为B的匀强磁场中,如图(甲)所示。小球P以一定的初速度v0从D端出发,沿杆滑到M点以后恰好在细杆MN上匀速运动。求:
①小球P在细杆MN上滑行的速度;
②小球P滑过DC杆的过程中克服摩擦力所做的功;
(2)撤去磁场,在MD、NC连线的交点O处固定一电荷量为Q的负电荷,如图(乙)所示,使小球P从D端出发沿杆滑动,滑到N点时速度恰好为零。(已知小球所受库仑力始终小于重力)求:
①小球P在水平细杆MN或CD上滑动时所受摩擦力的最大值和最小值;
②小球P从D端出发时的初速度。
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