如右圖所示,有一水平向右的勻強電場,場強為,一根長、與水平方向的夾角為的光滑絕緣細直桿MN固定在電場中,桿的下端M固定一個帶電小球A,電荷量;另一帶電小球B穿在桿上可自由滑動,電荷量,質(zhì)量.現(xiàn)將小球B從桿的上端N靜止釋放,小球B開始運動.(靜電力常量,取,)求:

(1)小球B開始運動時的加速度為多大?
(2)小球B的速度最大時,與M端的距離r為多大?

(1) (2)0.9 m

解析試題分析:(1)開始運動時小球B受重力、庫侖力、桿的彈力和電場力,沿桿方向運動,由牛頓第二定律得
解得
代入數(shù)據(jù)解得.
(2)小球B速度最大時合力為零,即

解得
代入數(shù)據(jù)解得
考點:帶電粒子在電場中的運動,
點評:帶電粒子在電場中的運動,綜合了靜電場和力學的知識,分析方法和力學的分析方法基本相同.先分析受力情況再分析運動狀態(tài)和運動過程(平衡、加速、減速,直 線或曲線),然后選用恰當?shù)囊?guī)律解題.解決這類問題的基本方法有兩種,第一種利用力和運動的觀點,選用牛頓第二定律和運動學公式求解;第二種利用能量轉(zhuǎn)化 的觀點,選用動能定理和功能關系求解.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(18分)如圖所示,平面直角坐標系中,在第二象限內(nèi)有豎直放置的兩平行金屬板,其中右板開有小孔;在第一象限內(nèi)存在內(nèi)、外半徑分別為、R的半圓形區(qū)域,其圓心與小孔的連線與x軸平行,該區(qū)域內(nèi)有磁感應強度為B的勻強磁場,磁場的方向垂直紙面向里:在區(qū)域內(nèi)有電場強度為E的勻強電場,方向與x軸負方向的夾角為60°。一個質(zhì)量為m,帶電量為-q的粒子(不計重力),從左金屬板由靜止開始經(jīng)過加速后,進入第一象限的勻強磁場。求

(1)若兩金屬板間的電壓為U,粒子離開金屬板進入磁場時的速度是多少:
(2)若粒子在磁場中運動時,剛好不能進入的中心區(qū)域,此情形下粒子在磁場中運動的速度大小。
(3)在(2)情形下,粒子運動到的區(qū)域,它第一次在勻強電場中運動的時間。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖(甲)所示的輪軸,它可以繞垂直于紙面的光滑固定水平軸O轉(zhuǎn)動。輪上繞有輕質(zhì)柔軟細線,線的一端系一重物,另一端系一質(zhì)量為m的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長的平行金屬導軌PQ、EF,在QF之間連接有阻值為R的電 阻,其余電阻不計,磁感應強度為B的勻強磁場與導軌平面垂直。開始時金屬桿置于導軌下端,將質(zhì)量為M的重物由靜止釋放,重物最終能勻速下降。運動過程中金屬桿始終與導軌垂直且接觸良好,忽略所有摩擦。

(1)重物勻速下降的速度V的大小是多少?
(2)對一定的磁感應強度B,重物的質(zhì)量M取不同的值,測出相應的重物做勻速運動時的速度,可得出v-M實驗圖線。圖(乙)中畫出了磁感應強度分別為B1和B2時的兩條實驗圖線,試根據(jù)實驗結(jié)果計算B1和B2的比值。
(3)若M從靜止到勻速的過程中一目下降的高度為h,求這一過程中R上產(chǎn)生的焦耳熱

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,光滑平行的水平金屬導軌MNPQ相距L,在M點和P點間接一個阻值為R
的電阻,在兩導軌間矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導軌平面豎直向下、寬為d的勻強磁場,磁感應強度為B.一質(zhì)量為m,電阻為r的導體棒ab,垂直擱在導軌上,與磁場左邊界相距d0.現(xiàn)用一大小為F、水平向右的恒力拉ab棒,使它由靜止開始運動,棒ab在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運動(棒ab與導軌始終保持良好的接觸,導軌電阻不計).求:

(1)在圖中標出當棒ab進入磁場后流過電阻R的電流方向;
(2)棒ab在離開磁場右邊界時的速度;
(3)棒ab通過磁場區(qū)的過程中整個回路所消耗的電能.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,MN和PQ是兩根放在豎直面內(nèi)且足夠長的平行金屬導軌,相距=50cm。導軌處在垂直紙面向里的磁感應強度B=5T的勻強磁場中。一根電阻r=0.1Ω的金屬棒ab可緊貼導軌左右運動。兩塊平行的、相距d=10cm、長度L=20cm的水平放置的金屬板A和C分別與兩平行導軌相連接,圖中跨接在兩導軌間的電阻R=0.4Ω,其余電阻忽略不計。已知當金屬棒ab不動時,質(zhì)量m=10g、帶電量的小球以某一速度沿金屬板A和C的中線射入板間,恰能射出金屬板(g取10m/s2)。求:

(1)小球的速度;
(2)若使小球在金屬板間不偏轉(zhuǎn),則金屬棒ab的速度大小和方向如何;
(3)若要使小球能從金屬板間射出,求金屬棒ab速度大小的范圍.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖甲所示足夠長的平行光滑金屬導軌ab、cd傾斜放置,兩導軌之間的距離為L=0.5m,導軌平面與水平面間的夾角為θ=30°,導軌上端a、c之間連接有一阻值為R1=4Ω的電阻,下端b、d之間接有一阻值為R2=4Ω的小燈泡。有理想邊界的勻強磁場垂直于導軌平面向上,虛線ef為磁場的上邊界,ij為磁場的下邊界,此區(qū)域內(nèi)的感應強度B,隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示,現(xiàn)將一質(zhì)量為m=0.2kg的金屬棒MN,從距離磁場上邊界ef的一定距離處,從t=0時刻開始由靜止釋放,金屬棒MN從開始運動到經(jīng)過磁場的下邊界ij的過程中,小燈泡的亮度始終不變。金屬棒MN在兩軌道間的電阻r=1Ω,其余部分的電阻忽略不計,ef、ij邊界均垂直于兩導軌。重力加速度g=10m/s2。求:

(1)小燈泡的實際功率;
(2)金屬棒MN穿出磁場前的最大速率;
(3)整個過程中小燈泡產(chǎn)生的熱量。

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

2014巴西世界杯內(nèi)馬爾用力踢質(zhì)量為0.4 kg的足球,使球由靜止以20m/s的速度飛出.假定他踢球瞬間對球平均作用力是200N,球在水平方向運動了15m停止,.那么他對球所做的功(  )                   

A.60 J B.80 J C.3000 J D.3060 J 

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

一質(zhì)量為m的運動員從下蹲狀態(tài)向上起跳,經(jīng)時間,身體伸直并剛好離開地面,速度為v,在此過程中

A.地面對他的沖量為mv+mgΔt,地面對他做的功為
B.地面對他的沖量為為,地面對他做的功為零
C.地面對他的沖量為,地面對他做的功為
D.地面對他的沖量為為,地面對他做的功為零

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

某機械在每次勻速吊起貨物時所能提供的功率P與所吊貨物質(zhì)量m的關系如圖所示。現(xiàn)用該機械將30個貨箱吊上離地12m高的平臺,每個貨箱的質(zhì)量為5kg(忽略機械從平臺返回地面和裝箱的時間,g取10m/s2),所需最短時間約為

A.360sB.720sC.1440sD.2400s

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