一個質(zhì)量m=0.1g的小滑塊,帶有|q|=5×10-4C的電荷量多少為5×10-4C,放置在傾角α=30°的光滑斜面上(斜面絕緣),斜面置于B=0.5T的勻強磁場中,磁場方向垂直紙面向里.如圖所示,小滑塊由靜止開始沿斜面滑下,其斜面足夠長,小滑塊滑至某一位置時,要離開斜面.求:
(1)小滑塊帶何種電荷?
(2)小滑塊離開斜面的瞬時速度多大?
(3)該斜面的長度至少為多少?
(1)小滑塊沿斜面下滑過程中,受重力mg、斜面支持力N和洛倫茲力F.若要小滑塊離開斜面,洛倫茲力F方向應(yīng)垂直斜面向上,根據(jù)左手定則可知,小滑塊應(yīng)帶負電荷.
(2)小滑塊沿斜面下滑時,垂直斜面方向的加速度為零,有:
qvB+N-mgcosα=0
當N=0時,小滑塊開始脫離斜面,此時有:qvB=mgcosα
得:v=
mgcosα
qB
=
0.1×103×10×cos30°
5×10-4×0.5
m/s=2
3
m/s
(3)下滑過程中,只有重力做功,由動能定理得:
mgxsinα=
1
2
mv2
斜面的長度至少應(yīng)是:x=
v2
2gsinα
=
(2
3
)2
2×10×sin30°
m=1.2
m.
答:(1)小滑塊帶負電荷.
(2)小滑塊離開斜面時的瞬時速度是2
3
m/s;
(3)該斜面的長度至少長1.2m
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:實驗題

一個質(zhì)子和一個?α?粒子同時射入同一勻強磁場中,射入方向和磁場垂直,則:
如果兩者以相同的速度進入磁場中,則其圓運動的軌道半徑之比是_______;
如果兩者以相同的動量進入磁場中,則其圓運動的軌道半徑之比是_______;
如果兩者以相同的動能進入磁場中,則其圓運動的軌道半徑之比是_______.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示,一對平行正對的金屬板A、B,間距為d=0.1m,且極板足夠長,極板間有垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=0.1T,連接在如圖所示的電路中,其中電阻R1=lΩ,R2=3Ω,電容器的電容C=20μF,電流表為理想電表.現(xiàn)在從圖中O1點以v0=1.0×l03 m/s的速度平行于極板A、B射入一束等離子體(含有大量的正離子相負離子,且不計重力),A、B構(gòu)成一個磁流體發(fā)電機,當電路穩(wěn)定后,電流表示數(shù)I=2A,則( 。
A.該磁流體發(fā)電機極板A帶正電,B帶負電
B.該磁流體發(fā)電機的電動勢為10V
C.電容器C、電阻R2兩端的電壓均為10V
D.電容器帶電量為1.2×10-4C

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

根據(jù)載人航天工程第二步任務(wù)規(guī)劃,中國將在2010年至2015年問發(fā)射“天宮一號”目標飛行器和“天宮二號”、“天宮三號”兩個空間實驗室,2020年前后,中國將發(fā)射空間站核心艙和科學(xué)實驗艙,開始建造空間站.假設(shè)該空間站體積很大,宇航員可以在里面進行多項體育活動,一宇航員在站內(nèi)玩壘球(萬有引力可以忽略不計),上半側(cè)為勻強電場,下半側(cè)為勻強磁場,中間為分界面,電場與分界面垂直,磁場垂直紙面向里,電場強度為E=100V/m,宇航員位于電場一側(cè)距分界面為h=3m的P點,PO垂直于分界面,點D位于O點右側(cè),壘球質(zhì)量為m=0.1kg、帶電荷量為q=-0.05C,該宇航員從P點以初速度v0=10m/s平行于分界面投出壘球,要使壘球第一次通過界面就擊中D點,且能回到P點.求:
(1)OD之間的距離d.
(2)壘球從拋出到第一次回到P點的時間t.(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示,足夠長的絕緣粗糙棒傾斜放置,棒上套有電量為q不會漏電的帶正電小球,質(zhì)量為m.現(xiàn)將此棒放入沿水平方向且相互垂直的勻強磁場和勻強電場中,小球由靜止開始下滑的過程中( 。
A.小球加速度逐漸減少直到為零
B.小球速度一直增大,直到最后勻速
C.小球受到摩擦力一直減少,直到速度最大時為零
D.小球所受洛倫茲力一直增大,直到最后不變

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為e的質(zhì)子以某一初速度(動能為Ek)從坐標原點O沿x軸正方向進入場區(qū),若場區(qū)僅存在平行于y軸向上的勻強電場時,質(zhì)子通過P(d,d)點時的動能為5Ek;若場區(qū)僅存在垂直于xoy平面的勻強磁場時,質(zhì)子也能通過P點.不計質(zhì)子的重力.設(shè)上述勻強電場的電場強度大小為E、勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,則下列說法中正確的是( 。
A.E=
3Ek
ed
B.E=
5Ek
ed
C.B=
mEk
ed
D.B=
2mEk
ed

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖,MPQO為有界的豎直向下的勻強電場,電場強度為E,ACB為光滑固定的半圓形軌道,軌道半徑為R,A、B為圓水平直徑的兩個端點,AC為圓弧.一個質(zhì)量為m,電荷量為-q的帶電小球,從A點正上方高為H處由靜止釋放,并從A點沿切線進入半圓軌道.不計空氣阻力及一切能量損失,關(guān)于帶電小球的運動情況,下列說法正確的是(  )
A.小球可能從B點離開半圓形軌道
B.小球在AC部分可能做勻速圓周運動
C.若小球能從B點離開,上升的高度一定小于H
D.小球到達C點的速度可能為零

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示,現(xiàn)有一帶正電的粒子能夠在正交的勻強電場和勻強磁場中勻速直線穿過.設(shè)產(chǎn)生勻強電場的兩極板間電壓為U,板間距離為d,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,粒子帶電荷量為q,進入速度為v(不計粒子的重力).以下說法正確的是( 。
A.勻速穿過時粒子速度v與U、d、B間的關(guān)系為v=
U
Bd
B.若只增大v,其他條件不變,則粒子仍能直線穿過
C.若只增大U,其他條件不變,則粒子仍能直線穿過
D.若保持兩板間電壓不變,只減小d,其他條件不變,粒子進入兩板間后將向下偏

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示,一帶電粒子由靜止開始經(jīng)電壓U加速后從O孔進入垂直紙面向里的勻強磁場中,并打在了P點.測得OP=L,磁場的磁感應(yīng)強度為B,則帶電粒子的荷質(zhì)比q/m=           .(不計重力)

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