【題目】如圖所示，PM是半徑為R的光滑四分之一絕緣軌道，在該軌道內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)次大紅，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。MN水平且足夠長，PM下端與MN相切于M點(diǎn)。質(zhì)量為m的帶正電小球b靜止在水平軌道上，質(zhì)量為2m、電荷量為q的帶正電小球a從P點(diǎn)靜止釋放，在a球進(jìn)入水平軌道后，a、b兩小球間只有靜電力作用，且a、b兩小球始終沒有接觸。帶電小球均可視為點(diǎn)電荷，設(shè)小球b離M點(diǎn)足夠遠(yuǎn)，重力加速度為g。求：

(1)小球a剛到達(dá)M點(diǎn)時速度大小及對軌道的壓力大小；

(2)a、b兩小球系統(tǒng)的電勢能最大值EP；

(3)a、b兩小球最終的速度va、vb的大小。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】試題分析：（1）從P到M，洛倫茲力、彈力不做功，只有重力做功，由動能定理即可求小球到達(dá)M點(diǎn)的速度，根據(jù)牛頓第二定律可求出軌道對小球的支持力，根據(jù)牛頓第三定律可求出小球?qū)壍赖膲毫Υ笮�；�?/span>2）進(jìn)入水平軌道，a、b兩小球間只有靜電力作用，當(dāng)兩者速度相等時兩個小球系統(tǒng)的電勢能最大值；（3）由動量守恒定律和能量守恒定律可求出兩小球的最終速度大小.

（1）從P到M，洛倫茲力、彈力不做功，只有重力做功

由動能定理有：

解得：

由牛頓第二定律有：

解得：

根據(jù)牛頓第三定律得小球?qū)壍赖膲毫?/span>：

（2）兩球速度相等時系統(tǒng)電勢能最大，由動量守恒定律有：

根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律有：

解得：

（3）由動量守恒定律：

由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律有：

解得： ，

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】如圖甲所示，一面積為0.2m2的金屬環(huán)與一電容為50μF的電容器相連，環(huán)中有垂直于環(huán)面（紙面）向里均勻變化的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化如圖乙所示，則下列說法正確的是

A. 電容器上極板電勢高于下極板電勢

B. 金屬環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為1V

C. 電容器上的電荷量為

D. 若增大電容器的電容，則金屬環(huán)中的感應(yīng)電動勢增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，質(zhì)量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t=0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn)，接著又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)。通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力F隨時間t變化的圖象如圖乙所示，不計空氣阻力，下列判斷正確的是

A. t1時刻小球速度最大

B. t2時刻小球機(jī)械能最大

C. t1～t2時間內(nèi)，小球的速度先減少后增加

D. t2～t3時間內(nèi)，小球的加速度先減少后增加

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在電流表擴(kuò)大量程的實(shí)驗(yàn)中，要將量程為200μA、內(nèi)阻Rg=500Ω的電流表G改裝成量程為0.2A的電流表，為完成上述改裝，需要______聯(lián)一個______Ω的電阻 。

(1)用改裝成的電流表，按圖1所示的電路測量未知電阻Rx。圖2是電路中所需要的器材（虛線框內(nèi)為上述已改裝好的電流表），請按電路圖畫出連線，將所示器材連接成實(shí)驗(yàn)電路____。（要求在閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑動頭處于正確位置）

(2)若測量未知電阻Rx時，電壓表的示數(shù)為1.2V，而改裝后的電流表的表頭（刻度盤仍為原電流表的刻度）示數(shù)如圖3所示，那么Rx的測量值為__________Ω。

(3)如果測量與操作均正確，那么Rx的測量值將______（選填“大于”或“小于”）Rx的真實(shí)值。

(4)當(dāng)被測電阻阻值不能估計時，可采用試接法，如圖所示讓伏特表一端接在電路的a點(diǎn)上，另一端先后接在b點(diǎn)和c點(diǎn)，注意觀察兩個電表的示數(shù)．若安培表的示數(shù)有顯著變化，為使測量誤差小一些，伏特表應(yīng)接在a、______兩點(diǎn)。（填“b”或“c”）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在傾角=37°的絕緣斜面所在空間存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)E = 4.0×103N/C,在斜面底端有一與斜面垂直的絕緣彈性擋板。質(zhì)量m = 0.20kg的帶電滑塊從斜面頂端由靜止開始滑下，滑到斜面底端以與擋板相碰前的速率返回。已知斜面的高度h = 0.24m,滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)= 0.30，滑塊帶負(fù)電，電量q = 5.0×10-4C。（取重力加速度g = 10m/s2,sin37°= 0.60，cos37°=0.80）求：

(1)滑塊從斜面最高點(diǎn)滑到斜面底端時的速度大小。

(2)滑塊被擋板彈回能夠沿斜面上升的最大高度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2017年9月25日至9月28日期間，微信啟動新界面，其畫面視角從人類起源的非洲（左）變成為華夏大地中國（右）。新照片由我國新一代靜止軌道衛(wèi)星“風(fēng)云四號”拍攝，見證著科學(xué)家15年的辛苦和努力。下列說法正確的是

A. “風(fēng)云四號”可能經(jīng)過無錫正上空

B. “風(fēng)云四號”的向心加速度大于月球的向心加速度

C. 與“風(fēng)云四號”同軌道的衛(wèi)星運(yùn)動的動能都相等

D. “風(fēng)云四號”的運(yùn)行速度大于7.9km/s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖為一有界勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)方向?yàn)樗椒较颍ǚ较蛭礃?biāo)明），—帶電微粒以某一角度θ從電場的a點(diǎn)斜向上方射入，沿直線運(yùn)動到b點(diǎn)，可以肯定

A. 電場中a點(diǎn)的電勢低于b點(diǎn)的電勢

B. 微粒在a點(diǎn)的加速度小于在b點(diǎn)的加速度

C. 微粒在a點(diǎn)的電勢能小于在b點(diǎn)的電勢能

D. 從a到b的過程中，微粒電勢能變化的絕對值小于其動能變化的絕對值

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一顆科學(xué)資源探測衛(wèi)星的圓軌道經(jīng)過地球兩極上空，運(yùn)動周期為T＝1.5h，某時刻衛(wèi)星經(jīng)過赤道上A城市上空．已知：地球自轉(zhuǎn)周期T0(24h)，地球同步衛(wèi)星軌道半徑r，萬有引力常量為G，根據(jù)上述條件（ ）

A. 可以計算衛(wèi)星繞地球運(yùn)動的圓軌道半徑

B. 可以計算地球的質(zhì)量

C. 可以計算地球表面的重力加速度

D. 可以斷定，再經(jīng)過12h衛(wèi)星第二次到達(dá)A城市上空

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，某一空間存在正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，三種速度不同的質(zhì)子從同一點(diǎn)沿垂直電場線和磁感線方向射入場區(qū)，其軌跡為圖中I、II、III三條虛線，設(shè)質(zhì)子沿軌跡I、II、III進(jìn)入場區(qū)時速度分別為v1、v2、v3，射出場區(qū)時速度分別為v1＇、v2＇、v3＇，則下列選項(xiàng)正確的是

A. v1>v2>v3，v1＇<v2＇<v3＇

B. v1>v2>v3，v1> v1＇，v3＇> v3

C. v1<v2<v3，v1> v1＇，v3＇> v3

D. v1<v2<v3，v1<v1＇，v3＇< v3

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