2.如圖所示,光滑桌面高為h=1.8m,處在范圍足夠大的方向豎直向下的勻強(qiáng)電場中,場強(qiáng)E=5V/m,桌面右邊緣右側(cè)存在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T,甲、乙兩絕緣帶電滑塊放在桌面上,滑塊乙放在桌面右邊緣.它對桌面的壓力大小恰好等于它重力的2倍.若甲以v0=4m/s的速度與乙發(fā)生碰撞,碰后甲進(jìn)入磁場區(qū)域恰好做半徑為R=0.5m的勻速圓周運(yùn)動,乙落到地面上時(shí)的動能是它減少的重力勢能的3倍,問:(忽略甲乙之間的相互作用力,g取10m/s2
(1)甲、乙各帶何種電荷?
(2)甲、乙兩滑塊質(zhì)量之比是多少?

分析 (1)依據(jù)滑塊乙放在桌面右邊緣.它對桌面的壓力大小恰好等于它重力的2倍,可知,電場力方向,從而判定其電性;碰后甲進(jìn)入磁場區(qū)域恰好做勻速圓周運(yùn)動,則有電場力與重力平衡,從而確定其電性;
(2)根據(jù)甲做勻速圓周運(yùn)動,得出電場力與重力平衡,依據(jù)牛頓第二定律,由洛倫茲力提供向心力,并由動能定理,與動量定理,即可求解.

解答 解:(1)依據(jù)滑塊乙放在桌面右邊緣.它對桌面的壓力大小恰好等于它重力的2倍,可知,電場力方向與重力相同,
由于電場強(qiáng)度方向向下,因此滑塊乙?guī)д姡?br />而碰后甲進(jìn)入磁場區(qū)域恰好做勻速圓周運(yùn)動,則有電場力與重力平衡,那么滑塊甲帶負(fù)電,
(2)設(shè)甲、乙兩滑塊的質(zhì)量分別為m1,m2,碰后甲、乙的速度分別為v1,v2,
而碰后甲進(jìn)入磁場區(qū)域恰好做半徑為R=0.5m的勻速圓周運(yùn)動,
則有:m1g=q1E;
且有:Bq1v1=m1$\frac{{v}_{1}^{2}}{R}$
解得:R=$\frac{{m}_{1}{v}_{1}}{B{q}_{1}}$=$\frac{E{v}_{1}}{Bg}$
那么v1=$\frac{BgR}{E}$,代入數(shù)據(jù),解得:v1=2m/s;
滑塊乙放在桌面右邊緣.它對桌面的壓力大小恰好等于它重力的2倍,則有:m2g=q2E;
依據(jù)動能定理,則有:(m2g+q2E)h=Ek2-$\frac{1}{2}{m}_{2}{v}_{2}^{2}$
聯(lián)立上兩式,解得:v2=$\sqrt{2gh}$=6m/s
再根據(jù)動量定理,則有:m1v0=m1v1+m2v2
代入數(shù)據(jù),解得:m1:m2=3:1;
答:(1)甲帶負(fù)電,乙?guī)д姡?br />(2)甲、乙兩滑塊質(zhì)量之比是3:1.

點(diǎn)評 考查動能定理、動量定理,及牛頓第二定律的應(yīng)用,掌握帶電粒子在復(fù)合場中,做勻速圓周運(yùn)動時(shí),電場力與重力平衡是解題的關(guān)鍵.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.關(guān)于物理學(xué)思想方法,下列說法中敘述錯誤的是(  )
A.在不需要考慮物體本身的大小和形狀時(shí),用質(zhì)點(diǎn)來代替物體的方法是理想模型法
B.伽利略在研究自由落體運(yùn)動時(shí)采用了微小量放大的方法
C.在定義“速度”、“加速度”等物理量時(shí),應(yīng)用了比值的方法
D.驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)中,主要是應(yīng)用了“等效替換”的思想

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

13.一個矩形線框在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交變電流的圖象如圖所示,則下列說法正確的是 (  )
A.t=0.1s時(shí)刻線框經(jīng)過中性面位置
B.t=0.15s時(shí)刻穿過線框的磁通量最大
C.該交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為i=10sin10pt
D.該交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為i=10cos10pt

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.如圖所示,是電磁流量計(jì)的示意圖,在非磁性材料做成的圓管道外加一勻強(qiáng)磁場,當(dāng)管中的電解液流過此區(qū)域時(shí),測得管壁上ab兩點(diǎn)的電勢差為E,已知管的直徑為d,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,(流量是單位時(shí)間內(nèi)流過某一截面的流體的體積)( 。
A.穩(wěn)定時(shí),流量計(jì)筒內(nèi)區(qū)域電場是一個勻強(qiáng)電場
B.穩(wěn)定時(shí),離子受到的洛倫茲力與電場力平衡
C.流量的表達(dá)式為Q=$\frac{πdE}{4B}$
D.流量的表達(dá)式為Q=$\frac{πdE}{B}$

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.游樂場內(nèi)一把高級玩具槍在固定位置先用激光瞄準(zhǔn)器水平發(fā)射激光,照到靶子上,記錄下光點(diǎn)位置A,然后沿水平方向射出一顆子彈,打在遠(yuǎn)處的同一個靶上,留下的彈孔B,A、B在豎直方向上相距高度差為h,槍口到靶的水平距離為L,如圖所示,不計(jì)空氣陰力,玩具槍射出的子彈( 。
A.初速度等于L$\sqrt{\frac{g}{2h}}$
B.初速度大于L$\sqrt{\frac{g}{2h}}$
C.末速度與水平方向的夾角的正切值為$\frac{h}{L}$
D.空中飛行時(shí)間為$\sqrt{\frac{h}{g}}$

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.如圖所示,A、B、C三球的質(zhì)量分別為m,2m,3m,輕質(zhì)彈簧一端固定在斜面頂端,另一端與A球相連,A、B、C間均由一輕質(zhì)細(xì)線連接.傾角為θ的光滑斜面固定在電梯的底板上,彈簧與細(xì)線均平行于斜面,初始狀態(tài)時(shí)三球與斜面保持相對靜止,系統(tǒng)正以a=0.5g的加速度加速下降,則在剪斷A、B小球間細(xì)線的瞬間,下列說法正確的是( 。
A.A小球的加速度大小為$\frac{1}{2}\\;g\sqrt{16si{n}^{2}θ+co{s}^{2}θ}$g$\sqrt{16si{n}^{2}θ+co{s}^{2}θ}$
B.C球的受力情況不變.加速度仍為零
C.B、C之間細(xì)線的拉力大小為$\frac{3}{2}$mgsinθ
D.B、C兩個小球的加速度相同,大小均$\frac{1}{2}$g$\sqrt{4si{n}^{2}θ+co{s}^{2}θ}$

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

14.2016年7月3日,我國高原地區(qū)最長的高速公路隧道--六盤山隧道正式通車.這標(biāo)志者青島至蘭州高速公路寧夏段全線貫通,絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶沿線公路交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步完善.六盤山隧道位于青蘭高速在寧夏過境段的東山坡至毛家溝路段,全長9.485公里,是目前我圍海拔2000米以上高原地區(qū)最長的高速公路隧道,也是寧夏第一條雙向四車道特長隧道.一在該隧道中行駛的汽車A以初速度vA=2m/s,加速度aA=1m/s2向前做勻加速直線運(yùn)動,發(fā)現(xiàn)正前方相距x0=21m處,以vB=14m/s的速度同向運(yùn)動的汽車B正開始勻減速剎車直到靜止后保持不動,其剎車的加速度大小aB=2m/s2,從此刻開始計(jì)時(shí),若汽車A不采取剎車措施,求:
(1)汽車A追上汽車B前,A、B輛汽車間的最遠(yuǎn)距離;
(2)汽車A恰好追上汽車B需要的時(shí)間.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

11.如圖所示,將質(zhì)量m=0.1kg、帶電荷量為q=+1.0×10-5 C的圓環(huán)套在絕緣的固定圓柱形水平直桿上.環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑,環(huán)與桿間的動摩擦因數(shù)μ=0.8.當(dāng)空間存在著斜向上的與桿夾角為θ=53°的勻強(qiáng)電場E時(shí),環(huán)在電場力作用下以a=4.4m/s2的加速度沿桿運(yùn)動,求電場強(qiáng)度E的大小.(取sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,g=10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:作圖題

12.如圖,均勻小球靜止于豎直擋板面和斜面間,所有接觸面均光滑.把小球的受力示意圖補(bǔ)充完整.

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同步練習(xí)冊答案