20．一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的圓環(huán)套在豎直放置的絕緣細桿上，圓環(huán)與桿之間的動摩擦因數(shù)為μ．正交的勻強電場和勻強磁場的方向如圖所示．圓環(huán)由靜止釋放后沿桿下滑，設(shè)桿足夠長，電場和磁場區(qū)域也足夠大，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，則以下關(guān)于圓環(huán)運動的說法中正確的是（　�。�
A．圓環(huán)運動的加速度先減小后增大
B．圓環(huán)運動過程中的最大速度為$\frac{mg}{μqB}$+$\frac{E}{B}$
C．桿對圓環(huán)的彈力先逐漸減小后逐漸增大，最后不變
D．圓環(huán)所受洛倫茲力先逐漸增大，最后不變

分析 本題應(yīng)通過分析小球的受力情況，來判斷其運動情況：小球受重力、摩擦力（可能有）、彈力（可能有）、向左的洛倫茲力、向右的電場力，當洛倫茲力等于電場力時，合力等于重力，加速度最大；當洛倫茲力大于電場力，且滑動摩擦力與重力平衡時，速度最大．

解答 解：ACD、小球下滑過程中，受到重力、摩擦力（可能有）、彈力（可能有）、向左的洛倫茲力、向右的電場力．
開始階段，洛倫茲力小于電場力時，小球向下做加速運動時，速度增大，洛倫茲力增大，小球所受的桿的彈力向左，大小為N=qE-qvB，N隨著v的增大而減小，滑動摩擦力f=μN也減小，小球所受的合力F合=mg-f，f減小，F(xiàn)合增大，加速度a增大；
當洛倫茲力等于電場力時，合力等于重力，加速度最大；
小球繼續(xù)向下做加速運動，洛倫茲力大于電場力，小球所受的桿的彈力向右，大小為N=qvB-qE，v增大，N增大，f增大，F(xiàn)合減小，a減�。�
當mg=f時，a=0，故加速度先增大后減小，直到為零；小球的速度先增大，后不變；桿對球的彈力先減小后反向增大，最后不變；洛倫茲力先增大后不變．故A錯誤，CD正確；
B、當物體勻速運動時，物體的加速度為0，此時物體的速度最大，且物體所受的滑動摩擦力等于物體所受的重力即：mg=μFN，而此時qvB-Eq=FN，即qvB-Eq=mgμ，
解得，物體的最大速度v=$\frac{mg}{μqB}$+$\frac{E}{B}$．故B正確，
故選：BCD．

點評 本題關(guān)鍵明確小球的運動情況，先做加速度增加的加速運動，然后做加速度減小的加速運動，當加速度減為零時，速度最大．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

10．甲乙兩質(zhì)量不等的物體先后從空中同一位置自由下落，忽略空氣阻力，甲比乙早1s釋放，從甲釋放起計時，則在甲乙下落的過程中（均沒有落到地面，g=10m/s2），下落判斷中正確的是（　　）
A．兩物體的速度差保持恒定，為10m/sB．兩物體的距離保持恒定為5m
C．兩物體的速度之差越來越大D．兩物體的距離越來越大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

11．材料的電阻隨磁場的增加而增大的現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)，利用這種效應(yīng)可以測量磁感應(yīng)強度．若圖1為某磁敏電阻在室溫下的電阻比值一磁感應(yīng)強度特性曲線，其中RB、R0分別表示有、無磁場時磁敏電阻的阻值．

①為了測量磁感應(yīng)強度B，需先測量磁敏電阻處于磁場中的電阻值RB，已知無磁場時阻值R0=150Ω．現(xiàn)將磁敏電阻置入待測磁場中，在室溫下用伏安法測得其兩端的電壓和通過的電流數(shù)據(jù)如表：
l23456
U（V）0.000.450.911.501.792.71
I（mA）0.000.300.601.001.201.80
根據(jù)表可求出磁敏電阻的測量值RB=1.5×103Ω，結(jié)合圖中電阻比值一磁感應(yīng)強度特性曲線可知待測磁場的磁感應(yīng)強度B=1.2T．（均保留兩位有效數(shù)字）
②請用下列器材設(shè)計一個電路：將一小量程的電流表G改裝成一能測量磁感應(yīng)強度B的儀表，要求設(shè)計簡單，操作方便．（環(huán)境溫度恒為室溫）
A．磁敏電阻，無磁場時阻值R0=150Ω
B．電流表G，量程Ig=2mA，內(nèi)阻約50Ω
C．滑動變阻器R，全電阻約1500Ω
D．直流電源E，電動勢E=3V，內(nèi)阻約為1Ω
E．開關(guān)S，導(dǎo)線若干
a．在圖2中的虛線框內(nèi)完成實驗電路圖；
b．改裝后，電流表表盤上電流刻度要轉(zhuǎn)換成磁感應(yīng)強度B．若2.0mA處標0T，那么1.0mA處標1.3T．（保留兩位有效數(shù)字）
③若測電阻時用的是電流表外接法，則測得的磁感應(yīng)強度＜真實值．（填“＞”、“=”、“＜”）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

8．如圖甲所示，兩足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L，導(dǎo)軌平面與水平面夾角α，導(dǎo)軌電阻不計．勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面向上，長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌電接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R，另有一條紙帶固定金屬棒ab上，紙帶另一端通過打點計時器（圖中未畫出），且能正常工作．在兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右端電路，燈泡的電阻RL=4R，定值電阻R1=2R，電阻箱電阻調(diào)到使R2=12R，重力加速度為g，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，同時接通打點計時器的電源，打出一條清晰的紙帶，已知相鄰點跡的時間間隔為T，如圖乙所示，試求：

（1）求磁感應(yīng)強度為B有多大？
（2）當金屬棒下滑距離為S0時速度恰達到最大，求金屬棒由靜止開始下滑2S0的過程中，整個電路產(chǎn)生的電熱．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

15．如圖所示，空間分布著場強大小為E、方向豎直向上的勻強電場，電場中的O點固定一電荷量為-Q的點電荷，a、b、c、d四點在以點電荷為圓心、半徑為r的圓周上，其中a、c連線與勻強電場的電場線垂直，b、d連線與勻強電場的電場線平行．則以下說法中正確的是（　�。�
A．a、c兩點電勢相等、場強相同
B．a、c兩點的電勢差Uac與b、d兩點的電勢差Ubd相等
C．沿圓周上的路徑a→d→c和路徑a→b→c移動電荷時，電勢能的變化情況完全相同
D．若從a點豎直向上拋出一個帶正電的小球，則小球可能圍繞O點做勻速圓周運動

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

5．如圖所示，電阻不計的足夠長光滑平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，兩導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)軌平面與水平面之間的夾角為α，下端接有阻值為R的電阻．質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ab與固定輕質(zhì)彈簧連接后放在導(dǎo)軌上，整個裝置處于磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，開始時導(dǎo)體棒ab處于鎖定狀態(tài)且彈簧處于原長．某時刻將導(dǎo)體棒解鎖并給導(dǎo)體棒一個沿導(dǎo)軌平面向下的初速度v0使導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌平面運動，整個運動過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，彈簧的勁度系數(shù)為k且彈簧的中心軸線與導(dǎo)軌平行，導(dǎo)體棒運動過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，重力加速度為g．
（1）若導(dǎo)體棒的速度達到最大時彈簧的勁度系數(shù)k與其形變量x、導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量之間的關(guān)系為k=$\frac{mgsinα}{2x}$，求導(dǎo)體棒ab的速度達到最大時通過電阻R的電流大��；
（2）若導(dǎo)體棒ab第一次回到初始位置時的速度大小為v，求此時導(dǎo)體棒ab的加速度大�。�
（3）若導(dǎo)體最終靜止時彈簧的彈性勢能為Ep，求導(dǎo)體棒從開始運動直到停止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

12．已知某一電流表的內(nèi)阻約為0.1Ω，電壓表內(nèi)阻約為10kΩ．若待測電阻約為5Ω，用伏安法測其電阻，應(yīng)采用電流表外接（填“外接法”或“內(nèi)接法”），測量值比真實值偏�。ㄌ睢按蟆被颉靶　保�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

9．圖甲為某一小燈泡的U-I圖線，現(xiàn)將兩個這樣的小燈泡并聯(lián)后再與一個4Ω的定值電阻R串聯(lián)，接在內(nèi)阻為1Ω、電動勢為5V的電源兩端，如圖乙所示．則通過每盞小燈泡的電流強度和電功率分別為（　　） 
A．0.2 A，0.6 WB．0.3 A，0.6 WC．0.2 A，0.26 WD．0.3 A，0.4 W

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

10．如圖所示，輕繩AC與天花板夾角α=30°，輕繩BC與天花板夾角β=60°．設(shè)AC．BC繩能承受的最大拉力均不能超過100N，CD繩強度足夠大，求CD繩下端懸掛的物重G不能超過多少N？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案