【題目】半徑為R的光滑絕緣圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),并且處于水平向右的勻強電場E和垂直于紙面向外的勻強磁場B中.環(huán)上套有一個質(zhì)量為m的帶電小球,讓小球從與環(huán)心等高的P點由靜止釋放,恰好能滑到圓環(huán)的最高點A.求:

(1)小球的帶電性質(zhì)和帶電量.
(2)小球運動過程中對環(huán)的最大壓力.

【答案】
(1)解:小球在沿圓環(huán)運動的過程中,只有重力和電場力做功,在小球從P點到達A點的過程中,重力做負功,電場力必做正功,故小球帶正電

因小球恰好到達A點,故小球在A點的速度為零,有:

qER﹣mgR=0

解得:q=

答:小球的帶帶正電和帶電量


(2)解:小球到達等效最低點時的壓力才最大,設(shè)此時速度為v,受到環(huán)的壓力為N,則:

qE (R+Rcos45°)+mg Rcos45°= mv2

N﹣qvB﹣qEcos45°﹣mgcos45°=m

解得:N=(2+3 )mg+ mg

由牛頓第三定律得小球?qū)Νh(huán)的壓力為(2+3 )mg+ mg.

答:小球運動過程中對環(huán)的最大壓力為(2+3 )mg+ mg.


【解析】(1)根據(jù)小球運動情況來確定重力與電場力的關(guān)系,從而結(jié)合電場強度的方向來確定小球帶何種電荷,并由受力平衡條件來算出小球帶電量;(2)由于小球始終受到重力與電場力,所以可以等效成一個力,從而與只受重力情況相類比,確定小球運動過程中對環(huán)的最大壓力的位置及大。
【考點精析】本題主要考查了動能定理的綜合應(yīng)用和洛倫茲力的相關(guān)知識點,需要掌握應(yīng)用動能定理只考慮初、末狀態(tài),沒有守恒條件的限制,也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時間的動力學(xué)問題,都可以用動能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運動定律和機械能守恒定律簡捷;洛倫茲力始終垂直于v的方向,所以洛倫茲力一定不做功才能正確解答此題.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】豎直導(dǎo)線ab與水平面上放置的圓線圈隔有一小段距離,其中直導(dǎo)線固定,線圈可自由運動,當同時通以如圖所示方向的電流時(圓線圈內(nèi)電流從上向下看是逆時針方向電流),則從左向右看,線圈將( )

A.不動
B.順時針轉(zhuǎn)動,同時靠近導(dǎo)線
C.順時針轉(zhuǎn)動,同時離開導(dǎo)線
D.逆時針轉(zhuǎn)動,同時靠近導(dǎo)線

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,小方塊代表一些相同質(zhì)量的鉤碼,圖1中O為輕繩之間連接的結(jié)點,圖2中光滑的輕質(zhì)小滑輪跨在輕繩上懸掛鉤碼,兩裝置處于靜止狀態(tài),現(xiàn)將圖1中B滑輪的端點B稍稍右移一些,圖2中的端點B沿虛線稍稍上移一些,(2圖中的繩長不變)則關(guān)于圖θ角和OB繩的張力F的變化,下列說法正確的是( 。

A.1、2圖中的θ角均增大,F(xiàn)均不變
B.1、2圖中的θ角均增不變,F(xiàn)均不變
C.1圖中θ角增大、2圖中θ角不變,張力F均不變
D.1圖中θ角減小、T不變,2圖中θ角增大,F(xiàn)減小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示電路中,各燈額定電壓和額定功率分別是:A燈“10V,10W”,B燈“60V,60W”,C燈“50V,50W”,D燈“30V,30W”.在a、b兩端加上電壓后,四個燈都能發(fā)光.比較各燈消耗功率的大小,正確的是( )

A.PB>PD>PA>PC
B.PB>PA>PD>PC
C.PB>PD>PC>PA
D.PA>PC>PD>PB

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】我校高一同學(xué)在做練習(xí)使用打點計時器實驗中使用的打點計時器電火花打點計時器,打點計時器是一種計時儀器,其電源頻率為50Hz.

(1)使用的電壓是________V_________(選填直流電交流電),它每隔______ s打一個點.

(2)接通打點計時器電源和讓紙帶開始運動,這兩個操作之間的時間順序關(guān)系是________

A.先接通電源,再讓紙帶運動

B.先讓紙帶運動,再接通電源

C.讓紙帶運動的同時接通電源

D.先讓紙帶運動或先接通電源都可以

(3)實驗時某位同學(xué)利用小車做勻加速運動打出的紙帶如圖所示,每兩個計數(shù)點之間還有四個計時點沒有畫出來,圖中上面的數(shù)字為相鄰兩個計數(shù)點間的距離.

①小車做勻加速直線運動的加速度a=_______m/s2.(保留三位有效數(shù)字)

②打第4個計數(shù)點時紙帶的速度v4=________m/s.(保留三位有效數(shù)字)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流的變化的特性圖線,曲線Ⅲ是一個小燈泡的伏安特性曲線,如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨連接,則下列說法正確的是( )

A.電源1與電源2的內(nèi)阻之比是11:7
B.電源1與電源2的電動勢之比是1:1
C.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡消耗的功率之比是1:2
D.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡的電阻之比是1:2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量M=10kg的木楔ABC靜置于粗糙水平地面上,木楔與地面間的動摩擦系數(shù)μ=0.2。在木楔的傾角θ37°的斜面上,有一質(zhì)量m=1.0kg的物塊由靜止開始從A點沿斜面下滑,當它在斜面上滑行距離s=1m時,其速度v=2ms.在這過程中木楔沒有動。(sin37°=0.6,重力加速度g=10ms2)求:

(1)物塊與木楔間的動摩擦系數(shù)μ1

(2)地面對木楔的摩擦力的大小和方向.

(3)在物塊沿斜面下滑時,如果對物塊施加一平行于斜面向下的推力F=5N,則地面對木楔的摩擦力如何變化?(不要求寫出分析、計算的過程)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一臺小型電動機在3V電壓下工作,用此電動機提升所受重力為4N的物體時,通過它的電流是0.2A.在30s內(nèi)可使該物體被勻速提升3m.若不計除電動機線圈生熱之外的能量損失,求:
(1)電動機的輸入功率;
(2)在提升重物的30s內(nèi),電動機線圈所產(chǎn)生的熱量;
(3)線圈的電阻.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在探究“小車速度隨時間變化規(guī)律”實驗中:

(1)操作步驟中釋放小車和接通電源的先后順序應(yīng)該是____

A先釋放小車后接通電源

B先接通電源后釋放小

(2)某同學(xué)獲得一條點跡清楚的紙帶,如圖所示,已知打點計時器每隔0.02s打一個點,該同學(xué)選擇了0、1、2、3、4、5、6七個計數(shù)點,每相鄰兩個計數(shù)點間還有四個點圖中沒有畫出,測量數(shù)據(jù)如圖所示,單位是mm。

(a)根據(jù)_______(公式)可判斷小車做_______運動;

(b)計算小車通過計數(shù)點3的瞬時速度為______m/s ;小車通過計數(shù)點5的瞬時速度為_______m/s(保留3位有效數(shù)字)

(c)小車的加速度為_______________m/s2(保留2位有效數(shù)字)

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案