【題目】如圖所示，豎直平面坐標系xOy的第一象限有垂直xOy面向外的水平勻強磁場和豎直向上的勻強電場，大小分別為B和E；第四象限有垂直xOy面向里的水平勻強電場，大小也為E；第三象限內有一絕緣光滑豎直放置的半徑為R的半圓軌道，軌道最高點與坐標原點O相切，最低點與絕緣光滑水平面相切于N，一質量為m的帶電小球從y軸上(y＞0)的P點沿x軸正方向進入第一象限后做圓周運動，恰好通過坐標原點O，且水平切入半圓軌道并沿軌道內側運動，過N點水平進入第四象限，并在電場中運動(已知重力加速度為g)．

(1)判斷小球的帶電性質并求出其所帶電荷量；

(2)P點距坐標原點O至少多高；

(3)若該小球以滿足(2)中OP最小值的位置和對應速度進入第一象限，通過N點開始計時，經(jīng)時間t＝2小球距坐標原點O的距離s為多遠？

【答案】（1）正電，，（2）（3）

【解析】

（1）小球進入第一象限正交的電場和磁場后，在垂直磁場的平面內做圓周運動，說明重力與電場力平衡，qE＝mg①（1分）

得② 小球帶正電。（1分）

（2）小球在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，設勻速圓周運動的速度為v、軌道半徑為r。

有：③（1分）

小球恰能通過半圓軌道的最高點并沿軌道運動，有：④（1分）

由③④得：⑤（1分）PO的最小距離為：⑥（1分）

（3）小球由O運動到N的過程中機械能守恒：mg·2R＋mv2＝mv⑦（1分）

由④⑦得：⑧（1分）

根據(jù)運動的獨立性可知，小球從N點進入電場區(qū)域后，在x軸方向以速度vN做勻速直線運動，沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運動，則沿x軸方向有：x＝vNt⑨（1分）

沿電場方向有：z＝at2⑩（1分）（1分）t時刻小球距O點：（1分）

練習冊系列答案
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【題目】如圖實所示是某同學探究加速度與力的關系的實驗裝置。他在氣墊導軌上安裝了一個光電門B。滑塊上固定一遮光條，滑塊用細線繞過氣墊導軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放。

(1)該同學用游標卡尺測量遮光條的寬度d，如圖實所示，則d＝ ________mm。

(2)實驗時，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門B的時間t，若要得到滑塊的加速度，還需要測量的物理量是__________________；

(3)改變鉤碼質量，測出對應的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時間t，通過描點作出線性圖像，研究滑塊的加速度與力的關系，處理數(shù)據(jù)時應作出________圖像。(選填“t2-F”“-F”或“-F”)

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（1）解除鎖定前彈簧的彈性勢能；

（2）小物塊第二次經(jīng)過點時的速度大�。�

（3）小物塊與車最終相對靜止時，它距點的距離．

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(1)下落的過程中小明運動速度的最大值vm;

(2)落地前20m內，小明做勻減速直線運動的加速度的大小a;

(3)當平臺落到離地面10m高的位置時，小明對跳樓機壓力F的大小.

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某興趣小組利用此裝置測定重力加速度，請回答下列問題：

利用游標卡尺測量小球的直徑d，如圖所示，讀數(shù)為______mm．

用刻度尺測出，手動敲擊M的同時按下秒表開始計時，若10個小球下落的總時間為，則當?shù)氐闹亓铀俣?/span>______保留兩位有效數(shù)字；

若在O點的正下方A點固定一光電門圖中未畫出，測出，小球經(jīng)過光電門的時間為，則小球通過光電門時的速度______，可求得當?shù)氐闹亓铀俣?/span>______用已知量和測得量的符號表示

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D. 負電荷在A點具有的電勢能最大

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