(20分)如圖,虛線下方有足夠大的場強大小E=5.0×103 V/m和上方場強為8mg/3q的勻強電場,方向均水平向右。質(zhì)量均為m=1.5×10-2kg的A、B小球,其中B球為絕緣小球且不帶電被長為R的絕緣絲線懸掛在O點剛好靜止在虛線上, A球帶電荷量為qA=+6.0×10-6C,在豎直平面內(nèi)的以某一初速度v豎直進(jìn)入電場,運動到B點速度剛好水平,同時與B球發(fā)生正碰并立即粘在一起圍繞O點做半徑為R=0.7m完整的圓周運動,假設(shè)甲、乙兩球可視為質(zhì)點,g取10 m/s2。(sin53°=0.8,c0s53°=0.6)
(1)假設(shè)初速度v="20m/s" ,試求小球AB球碰撞前能運動的水平位移的大小和整個過程中電場力對小球做功的最大值。
(2)如果小球剛好能做完整的圓周運動,試求碰撞前A球的最小速度和繩子所受的最大拉力分別多大。
(1)4m  0.4J(2)7m/s  3N
(1)豎直方向動量定理-mgt="0-mV" ------ ①
t=2s
水平位移S=at2/2------ ②
a=F/m---- ----③
解得:S=4m
電場力做功:W=F1S1+F2R="0.4J" -------④
(2)碰撞前A球速度設(shè)為V0,碰撞后共同速度為V1,等效最高點速度為V2,
動量守恒mV0=2mV1---- ----⑤
等效最高點合力F=5×2mg/3=mV22/R---- ----⑥
動能定理F(R+0.6R)=ΔEK---- ----⑦
V0="14m/s,   " V1=7m/s
等效最低點速度為V
有T-F=mV2/R---- ----⑧
又動能定理F0.4R=ΔEK---- ----⑨
解得:T=3N
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·淄博一模)如圖所示,兩虛線之間的空間內(nèi)存在著正交或平行的勻強電場E和勻強磁場B,有一個帶正電的小球(電荷量為+q,質(zhì)量為m)從電磁復(fù)合場上方的某一高度處自由落下,那么,帶電小球可能沿直線通過的電磁復(fù)合場是                                                (  )

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如右圖所示,勻強電場和勻強磁場相互正交,寬度為d,豎直方向足夠長。今有一束α粒子以不同的速率沿圖示方向射入場區(qū)。設(shè)α粒子的帶電量為q,不計重力,那么飛出復(fù)合場區(qū)的α粒子的動能變化量可能為(  。
A.B.
C.0D.qEd

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一束粒子(不計重力,初速度可忽略)緩慢通過小孔O1進(jìn)入極板間電壓為U的水平加速電場區(qū)域I,再通過小孔O2射入相互正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域II,其中磁場的方向如圖所示,磁感應(yīng)強度大小可根據(jù)實際要求調(diào)節(jié),收集室的小孔O3與O1、O2在同一條水平線上.則
A.該裝置可篩選出具有特定質(zhì)量的粒子
B.該裝置可篩選出具有特定電荷量的粒子
C.該裝置可篩選出具有特定比荷的粒子
D.該裝置可篩選出具有特定功能的粒子

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示,a、b、c、d四種離子,它們帶等量同種電荷,質(zhì)量為ma=mb<mc=md,以不等的速率va<vb=vc<vd進(jìn)入速度選擇器后,有兩種離子從選擇器中射出,進(jìn)入磁感應(yīng)強度為B2的磁場.由此可以判斷射向D1的是_________離子.(不計重力)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

一個半徑r=0.10m的閉合導(dǎo)體圓環(huán),圓環(huán)單位長度的電阻R0=1.0×10-2W×m-1。如圖甲所示,圓環(huán)所在區(qū)域存在著勻強磁場,磁場方向垂直圓環(huán)所在平面向外,磁感應(yīng)強度大小隨時間變化情況如圖乙所示。

小題1:分別求在0~0.3 s和0.3 s~0.5s 時間內(nèi)圓環(huán)中感應(yīng)電動勢的大小;
小題2:分別求在0~0.3 s和0.3 s~0.5s 時間內(nèi)圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小,并在圖19丙中畫出圓環(huán)中感應(yīng)電流隨時間變化的i-t圖象(以線圈中逆時針電流為正,至少畫出兩個周期);
小題3:求在0~10s內(nèi)圓環(huán)中產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(供選學(xué)物理3-1的考生做)(8分)
如圖所示,M、N為正對著豎直放置的金屬板,其中N板的正中央有一個小孔,M、N板間的電壓U1 = 1.0×103 V.P、Q為正對著水平放置的金屬板,板長L =" 10" cm,兩板間的距離d =" 12" cm,兩板間的電壓U2 =" 2.4" × 103 V.P、Q板的右側(cè)存在方向垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域,其中虛線為磁場的左右邊界,邊界之間的距離l =" 60" cm,豎直方向磁場足夠?qū)挘粋比荷= 5.0×104 C/kg的帶正電粒子,從靜止開始經(jīng)M、N板間的電壓U1加速后,沿P、Q板間的中心線進(jìn)入P、Q間,并最終進(jìn)入磁場區(qū)域.整個裝置處于真空中,不計重力影響.
(1)求粒子進(jìn)入P、Q板間時速度υ 的大小;
(2)若粒子進(jìn)入磁場后,恰好沒有從磁場的右邊界射出,求勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在光滑絕緣的斜面上有一質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球,為了使它能在斜面上做勻速圓周運動,除了用一絲線拴住外,必須加一個電場,該電場的方向和大小可能為(    )

A方向豎直向上,大小為mg/q
B方向沿斜面向上,大小為mgsin30°/q
C方向垂直斜面向下,大小為mgsin30°/q
D方向豎直向下,大小為mg/q

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖20所示,一質(zhì)量為m=0.016kg、長L=0.5m、寬d=0.1m、電阻R=0.1Ω的矩形線圈,從h1=5m的高處由靜止開始下落,然后進(jìn)入勻強磁場,當(dāng)下邊進(jìn)入磁場時,由于磁場力的作用,線圈正好作勻速運動。(g=10m/s2

小題1:求勻強磁場的磁感應(yīng)強度B
小題2:如果線圈的下邊通過磁場所經(jīng)歷的時間t="0." 15s,求磁場區(qū)域的高度h2.
小題3:從線圈的下邊進(jìn)入磁場開始到線圈下邊離開磁場的時間內(nèi),在線圈中產(chǎn)生的焦耳熱是多少?

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