如圖甲,用一根長L=0.8m的絕緣不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩,將一帶電小球懸掛在O點(diǎn),整個(gè)裝置處在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中.現(xiàn)將小球從懸點(diǎn)O的右側(cè)水平位置由靜止釋放(繩剛好拉直),小球便在垂直磁場的豎直平面內(nèi)左右擺動(dòng).用拉力傳感器(圖中未畫出)測出繩中的拉力F隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖乙(取重力加速度g=10m/s2).求:
(1)小球帶何種電荷;
(2)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速度大;
(3)小球的質(zhì)量.
分析:(1)結(jié)合兩圖可以看出,小球從左往右運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力大于小球從右向左運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力,在最低點(diǎn)受力分析,可知小球的電性.
(2)根據(jù)動(dòng)能定理,洛倫茲力不做功,只有重力做功,求出最低點(diǎn)的速度.
(3)在最低點(diǎn)受力分析,在豎直方向上的合力提供向心力,小球向左通過最低點(diǎn)時(shí),有F1-mg-qvB=m
v2
L
,小球向右通過最低點(diǎn)時(shí),有F2-mg+qvB=m
v2
L
.聯(lián)立兩方程組求出質(zhì)量.
解答:解:(1)小球從左往右運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力大于小球從右向左運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力,知從左往右運(yùn)動(dòng)時(shí)洛倫茲力向下,根據(jù)左手定則,知小球帶正電荷.
(2)由動(dòng)能定理 mgL=
1
2
mv2
     解得 v=
2gL
=4
m/s   
(3)根據(jù)牛頓定律,小球向左通過最低點(diǎn)時(shí)  F1-mg-qvB=m
v2
L

小球向右通過最低點(diǎn)時(shí)  F2-mg+qvB=m
v2
L

由以上各式解得      m=1g
點(diǎn)評:解決本題的關(guān)鍵掌握洛倫茲力的方向,以及熟練掌握動(dòng)能定理,知道在最低點(diǎn)在豎直方向上的合力提供向心力.
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一根長為L、質(zhì)量為100kg的木頭,其重心O在離粗端
L3
的地方.甲、乙兩人同時(shí)扛起木頭的一端將其抬起.此后丙又在木頭的中點(diǎn)N處用300N的力向上扛,由于丙的參與,甲的負(fù)擔(dān)減輕了
150
150
N,乙的負(fù)擔(dān)減輕了
150
150
N.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖甲所示兩滑塊A、B并排靜止在水平面上,它們中間用一根長L=1m的輕繩(松馳)相連,在滑塊A上有一個(gè)從零逐漸增大的拉力作用一段距離后撤除,其大小F與滑塊A的位移x關(guān)系如圖乙所示,已知mA=1kg、mB=2kg,輕繩從張緊到崩直時(shí)間極短并沒有崩斷,兩滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.g取10m/s2,試求:
(1)滑塊與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)繩張緊瞬間產(chǎn)生的內(nèi)能.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖甲,用一根長L=0.8m的絕緣不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩,將一帶電小球懸掛在O點(diǎn),整個(gè)裝置處在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中.現(xiàn)將小球從懸點(diǎn)O的右側(cè)水平位置由靜止釋放(繩剛好拉直),小球便在垂直磁場的豎直平面內(nèi)左右擺動(dòng).用拉力傳感器(圖中未畫出)測出繩中的拉力F隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖乙(取重力加速度g=10m/s2).求:
(1)小球帶何種電荷;
(2)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速度大。
(3)小球的質(zhì)量.

精英家教網(wǎng)

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科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年江蘇省宿遷市高二(上)期末物理試卷(解析版) 題型:解答題

如圖甲,用一根長L=0.8m的絕緣不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩,將一帶電小球懸掛在O點(diǎn),整個(gè)裝置處在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中.現(xiàn)將小球從懸點(diǎn)O的右側(cè)水平位置由靜止釋放(繩剛好拉直),小球便在垂直磁場的豎直平面內(nèi)左右擺動(dòng).用拉力傳感器(圖中未畫出)測出繩中的拉力F隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖乙(取重力加速度g=10m/s2).求:
(1)小球帶何種電荷;
(2)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速度大。
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