如圖1所示，水平地面上有一輛小車，車上固定一個(gè)豎直光滑絕緣管，管的底部有一質(zhì)量g，電荷量+8×10-5C的小球，小球的直徑比管的內(nèi)徑略小。在管口所在水平面MN的下方存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度=15T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN面的上方還存在著豎直向上、場(chǎng)強(qiáng)E=25V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度=5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)讓小車始終保持v=2m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng)，以帶電小球剛經(jīng)過磁場(chǎng)的邊界PQ為計(jì)時(shí)的起點(diǎn)，用力傳感器測(cè)得小球在管內(nèi)運(yùn)動(dòng)的這段時(shí)間，小球?qū)軅?cè)壁的彈力隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖2所示。g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力。求：

（1）小球進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度的大小；

（2）小球出管口時(shí)（t=1s）對(duì)管側(cè)壁的彈力；

（3）小球離開管口之后再次經(jīng)過水平面MN時(shí)距管口的距離△



【解析】

（1）以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，豎直方向小球受重力和恒定的洛倫茲力f1，故小球在管中豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度設(shè)為a，則  （4分）

（2）在小球運(yùn)動(dòng)到管口時(shí)，FN＝2.4×10－3N，設(shè)v1為小球豎直分速度，由

，則    （3分）由得   （3分）

（3）小球離開管口進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)，其中qE＝2×10－3N，mg＝2×10－3N．           （1分）

故電場(chǎng)力與重力平衡，小球在復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合速度與MN成45°角，軌道半徑為R，                 （1分）

小球離開管口開始計(jì)時(shí)，到再次經(jīng)過

MN所通過的水平距離 （1分）

對(duì)應(yīng)時(shí)間    （1分）

小車運(yùn)動(dòng)距離為x2，   （1分）


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


簡易溫度計(jì)構(gòu)造如圖所示。兩內(nèi)徑均勻的豎直玻璃管下端與軟管連接，在管中灌入液體后，將左管上端通過橡皮塞插入玻璃泡。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，調(diào)節(jié)右管的高度，使左右兩管的液面相平，在左管液面位置標(biāo)上相應(yīng)的溫度刻度，多次改變溫度，重復(fù)上述操作。

（1）（單選題）此溫度計(jì)的特點(diǎn)是

A．刻度均勻，刻度值上小下大

B．刻度均勻，刻度值上大下小

C．刻度不均勻，刻度值上小下大

D．刻度不均勻，刻度值上大下小

（2）（多選題）影響這個(gè)溫度計(jì)靈敏度的因素有

A．液體密度      B．玻璃泡大小     C．左管內(nèi)徑粗細(xì)     D．右管內(nèi)徑粗細(xì)

（3）若管中液體是水銀，當(dāng)大氣壓變?yōu)?5cmHg時(shí)，用該溫度計(jì)測(cè)得的溫度值________（選填“偏大”或“偏小”）。為測(cè)得準(zhǔn)確的溫度，在測(cè)量時(shí)需__________。

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科目：高中物理 來源： 題型：


（1）如圖1所示，ABC為一固定在豎直平面內(nèi)的光滑軌道，BC段水平，AB段與BC段平滑連接。質(zhì)量為m1的小球從高位處由靜止開始沿軌道下滑，與靜止在軌道BC段上質(zhì)量為m2的小球發(fā)生碰撞，碰撞后兩球兩球的運(yùn)動(dòng)方向處于同一水平線上，且在碰撞過程中無機(jī)械能損失。求碰撞后小球m2的速度大小v2；

（2）碰撞過程中的能量傳遞規(guī)律在物理學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用。為了探究這一規(guī)律，我們才用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直線上、且無機(jī)械能損失的簡化力學(xué)模型。如圖2所示，在固定光滑水平軌道上，質(zhì)量分別為m1、m2、m3……mn-1、mn……的若干個(gè)球沿直線靜止相間排列，給第1個(gè)球初能Ek1，從而引起各球的依次碰撞。定義其中第n個(gè)球經(jīng)過依次碰撞后獲得的動(dòng)能Ekn與Ek1之比為第1個(gè)球?qū)Φ?i>n個(gè)球的動(dòng)能傳遞系數(shù)k1n。

a) 求k1n

b) 若m1=4m0，mk=m0，m0為確定的已知量。求m2為何值時(shí)，k1n值最大

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科目：高中物理 來源： 題型：


下圖是某種靜電分選器的原理示意圖。兩個(gè)豎直放置的平行金屬板帶有等量異號(hào)電荷，形成勻強(qiáng)電場(chǎng)。分選器漏斗的出口與兩板上端處于同一高度，到兩板距離相等�；旌显谝黄鸬腶、b兩種顆粒從漏斗出口下落時(shí)，a種顆粒帶上正電，b種顆粒帶上負(fù)電。經(jīng)分選電場(chǎng)后，a、b兩種顆粒分別落到水平傳送帶A、B上。

    已知兩板間距，板的長度，電場(chǎng)僅局限在平行板之間；各顆粒所帶電量大小與其質(zhì)量之比均為。設(shè)顆粒進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度為零，分選過程中顆粒大小及顆粒間的相互作用力不計(jì)。要求兩種顆粒離開電場(chǎng)區(qū)域時(shí)，不接觸到極板但有最大偏轉(zhuǎn)量。重力加速度g取。

    （1）左右兩板各帶何種電荷？兩極板間的電壓多大？

    （2）若兩帶電平行板的下端距傳送帶A、B的高度，顆粒落至傳送帶時(shí)的速度大小是多少？

    （3）設(shè)顆粒每次與傳送帶碰撞反彈時(shí)，沿豎直方向的速度大小為碰撞前豎直方向速度大小的一半。寫出顆粒第n次碰撞反彈高度的表達(dá)式。并求出經(jīng)過多少次碰撞，顆粒反彈的高度小于0.01m。

 

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，在y>0的區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在y<0的區(qū)域內(nèi)有垂直坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一電子（質(zhì)量為m、電量為e）從y軸上A點(diǎn)以沿x軸正方向的初速度v0開始運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電子第一次穿越x軸時(shí)，恰好到達(dá)C點(diǎn)；當(dāng)電子第二次穿越x軸時(shí)，恰好到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)；當(dāng)電子第三次穿越x軸時(shí)，恰好到達(dá)D點(diǎn)。C、D兩點(diǎn)均未在圖中標(biāo)出。已知A、C點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離分別為d、2d。不計(jì)電子的重力。求

（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大��；

（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；

（3）電子從A運(yùn)動(dòng)到D經(jīng)歷的時(shí)間t．

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，有一個(gè)連通的，上、下兩層均與水平面平行的“U”型的光滑金屬平行導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌面上各放一根完全相同的質(zhì)量為m的勻質(zhì)金屬桿A1和A2，開始時(shí)兩根金屬桿與軌道垂直，在“U”型導(dǎo)軌的右側(cè)空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，桿A1在磁場(chǎng)中，桿A2在磁場(chǎng)之外。設(shè)兩導(dǎo)軌面相距為H，平行導(dǎo)軌寬為L，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì)，金屬桿單位長度的電阻為r。 現(xiàn)在有同樣的金屬桿A3從左側(cè)半圓形軌道的中

點(diǎn)從靜止開始下滑，在下面與金屬桿A2發(fā)生碰撞,

設(shè)碰撞后兩桿立刻粘在一起并向右運(yùn)動(dòng)。求：

（1）回路內(nèi)感應(yīng)電流的最大值；

（2）在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，感應(yīng)電流最多產(chǎn)生的熱量；

（3）當(dāng)桿A2、A3與桿A1的速度之比為3∶1時(shí)，A1受到

     的安培力大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，頂角θ=45°，的金屬導(dǎo)軌 MON固定在水平面內(nèi)，導(dǎo)軌處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一根與ON垂直的導(dǎo)體棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿導(dǎo)軌MON向左滑動(dòng)，導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均勻?yàn)閞。導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)的a和b，導(dǎo)體棒在滑動(dòng)過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸。t=0時(shí)，導(dǎo)體棒位于頂角O處，求：

（1）t時(shí)刻流過導(dǎo)體棒的電流強(qiáng)度I和電流方向。

（2）導(dǎo)體棒作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)水平外力F的表達(dá)式。

（3）導(dǎo)體棒在0～t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Q。
（4）若在t0時(shí)刻將外力F撤去，導(dǎo)體棒最終在導(dǎo)軌上靜止時(shí)的坐標(biāo)x。

解：

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科目：高中物理 來源： 題型：


一個(gè)質(zhì)量為m、直徑為d、電阻為R的金屬圓環(huán)，在范圍很大的磁場(chǎng)中沿豎直方向下落，磁場(chǎng)的分布情況如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直方向的分量By的大小只隨高度變化，其隨高度y變化關(guān)系為By = B0(1 + ky)（此處k為比例常數(shù)，且k＞0），其中沿圓環(huán)軸線的磁場(chǎng)方向始終豎直向上，在下落過程中金屬圓環(huán)所在的平面始終保持水平，速度越來越大，最終穩(wěn)定為某一數(shù)值，稱為收尾速度。求

（1）圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向；

（2）圓環(huán)的收尾速度的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，重力不計(jì)的帶正電粒子水平向右進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，對(duì)該帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)情況，以下判斷正確的是

A．粒子向上偏轉(zhuǎn)     B．粒子向下偏轉(zhuǎn)

C．粒子不偏轉(zhuǎn)       D．粒子很快停止運(yùn)動(dòng)

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