题目列表(包括答案和解析)
如图16所示,一根光滑的绝缘斜槽连接一个竖放置的半径为R=0.50m的圆形绝缘光滑
槽轨。槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度B=0.50T。有一个质量m=0.10g,带电量为q=+1.6×10-3C的小球在斜轨道上某位置由静止自由下滑,若小球恰好能通过最高点,则下列说法中正确的是(重力加速度取10m/s2) ( )
A.小球在最高点只受到洛伦兹力和重力的作用
B.小球从初始静止到达最高点的过程中机械能守恒
C.若小球到最高点的线速度为v,小球在最高点时的关系式
成立
D.小球滑下初位置离轨道最低点为
m
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如图所示,半径R=0.8 m的光滑绝缘轨道固定于竖直平面内,加上一个水平方向的匀强电场时,带电小球刚好能沿轨道内侧做完整的圆周运动,小球动能最大的位置在A点(θ未知),若小球的最大动能比最小动能多16 J,空气阻力不计。试求:
(1)小球的最小动能为多少?
(2)若小球在动能最小位置时突然撤去轨道,并保持其他量都不变,则小球0.4 s时,其动能与在A点时的动能相等,小球的质量为多少?
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图4-2-16
两位同学是这样求出小球的最大速度的:
甲同学:B是轨道的最低点,小球过B点时速度最大,小球运动过程机械能守恒,mgR=
mv2,解得小球在滑动过程中的最大速度为v=
.
乙同学:B是轨道的最低点,小球过B点时速度最大,小球在B点受到轨道的支持力为N=2mg.由牛顿第二定律有FN-mg=m
,解得球在滑动过程中的最大速度为v=
.
请分别指出甲、乙同学的分析是否正确,若有错,将最主要的错误指出来,解出正确的答案,并说明电场的方向.
(16分)、如图所示,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径为R。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E,现有一质量为m,带电荷量为q的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s =5R的位置A,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零。已知该带电体所受电场力大小为重力的
,重力加速度为g,求:![]()
(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小;
(2)带电体运动刚刚经过圆弧形轨道的B点瞬间时对圆弧轨道的压力大小;
(3)带电体沿圆弧形轨道从B到C的运动过程中,电场力和摩擦力带电体所做的功各是多少。
(16分)、如图所示,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径为R。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E,现有一质量为m,带电荷量为q的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s =5R的位置A,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零。已知该带电体所受电场力大小为重力的
,重力加速度为g,求:
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(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小;
(2)带电体运动刚刚经过圆弧形轨道的B点瞬间时对圆弧轨道的压力大小;
(3)带电体沿圆弧形轨道从B到C的运动过程中,电场力和摩擦力带电体所做的功各是多少。
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