如圖所示,在水平向左、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,豎直固定著一根足夠長(zhǎng)的粗糙絕緣桿,桿上套著一個(gè)質(zhì)量為m、帶有電荷量-q的小圓環(huán),圓環(huán)與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.
(1)由靜止釋放圓環(huán),圓環(huán)沿桿下滑,求圓環(huán)下滑過(guò)程中受到的摩擦力f;
(2)若在勻強(qiáng)電場(chǎng)E的空間內(nèi)再加上磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),圓環(huán)仍由靜止開(kāi)始沿桿下滑.求:
①圓環(huán)剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a0的大;
②圓環(huán)下滑過(guò)程中的最大動(dòng)能Ek
(1)在水平方向圓環(huán)受到的彈力N=qE
則摩擦力f=μN(yùn)=μqE,方向豎直向上.
(2)①圓環(huán)剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)不受洛倫茲力,因此,摩擦力大小f=μqE
在豎直方向,由牛頓第二定律 mg-μqE=ma0
解得a0=
mg-μqE
m

②當(dāng)重力與滑動(dòng)摩擦力平衡時(shí),圓環(huán)速度最大,動(dòng)能最大.
即mg=μ(qvmB-qE)
最大速度vm=
mg+μqE
μqB

最大動(dòng)能Ek=
1
2
m
v2m
=
m(mg+μqE)2
2μ2q2B2

答:(1)由靜止釋放圓環(huán),圓環(huán)沿桿下滑,圓環(huán)下滑過(guò)程中受到的摩擦力f=μqE;
(2)若在勻強(qiáng)電場(chǎng)E的空間內(nèi)再加上磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),圓環(huán)仍由靜止開(kāi)始沿桿下滑,
①圓環(huán)剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小為a0=
mg-μqE
m
;
②圓環(huán)下滑過(guò)程中的最大動(dòng)能Ek=
m(mg+μqE)2
2μ2q2B2

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖,斜面和水平面由一小段光滑圓弧連接,斜面的傾角為37°,一質(zhì)量為0.5kg的物塊從距斜面底端5m處的A點(diǎn)由靜止釋放,已知物塊和斜面及水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.3(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2
(1)物塊在水平面上滑行的時(shí)間為多少?
(2)若物塊開(kāi)始靜止在水平面上距B點(diǎn)10m的C點(diǎn)處,用大小4.5N的水平恒力向右拉該物塊,到B點(diǎn)撤去此力,物塊第一次到A點(diǎn)時(shí)的速度為多大?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,一光滑絕緣圓管軌道位于豎直平面內(nèi),半徑為0.2m.以圓管圓心O為原點(diǎn),在環(huán)面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系xOy,在第四象限加一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),其他象限加垂直于環(huán)面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一帶電量為+1.0C、質(zhì)量為0.1kg的小球(直徑略小于圓管直徑),從x坐標(biāo)軸上的b點(diǎn)由靜止釋放,小球剛好能順時(shí)針沿圓管軌道做圓周運(yùn)動(dòng).(重力加速度g取10m/s2
(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E;
(2)若第二次到達(dá)最高點(diǎn)a時(shí),小球?qū)壍狼『脽o(wú)壓力,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B;
(3)求小球第三次到達(dá)最高點(diǎn)a時(shí)對(duì)圓管的壓力.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,在一勻強(qiáng)電場(chǎng)中的A點(diǎn)有一小球,并用細(xì)線與固定的O點(diǎn)相連,然后把細(xì)線水平拉直,但沒(méi)有伸長(zhǎng).現(xiàn)讓小球從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng).小球經(jīng)過(guò)O點(diǎn)正下方時(shí)的速度多大?
(已知小球的質(zhì)量m=1.0×10-4kg,所帶電荷量q=+1.0×10-7C,細(xì)線長(zhǎng)度L=10cm,電場(chǎng)強(qiáng)度E=
3
×104N/C
;g=10m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

豎直放置的
1
4
光滑圓弧軌道AB,與水平軌道BC連接圓弧軌道半徑R=1m,一質(zhì)量為m=2kg的物塊至A點(diǎn)靜止開(kāi)始下滑,經(jīng)B點(diǎn)進(jìn)入水平軌道BC,已知物塊以水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,(g=10m/s2)求:
(1)物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大?
(2)物塊在水平軌道上滑行的距離?
(3)若從物塊停止處,用水平推力反向推物塊,使之恰好能到達(dá)A點(diǎn),該水平推力對(duì)物塊做的功是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

如圖所示,光滑的水平面上,物體受到一個(gè)與水平方向成α角的恒力F的作用,向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng).在物體通過(guò)距離x的過(guò)程中,恒力F對(duì)物體所做的功為_(kāi)_____,物體動(dòng)能的變化量為_(kāi)_____.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿A一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球B,另一端固定在水平轉(zhuǎn)軸O上.輕桿A繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度為ω.在輕桿A與水平方向夾角α從00增加到900的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.小球B受到輕桿A作用力的方向一定沿著輕桿A
B.小球B受到的合力的方向一定沿著輕桿A
C.小球B受到輕桿A的作用力逐漸減小
D.小球B受到輕桿A的作用力對(duì)小球做正功

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間,由于有彈力的相互作用,也就擁有了某種能量,這種能量稱(chēng)之為
A.重力勢(shì)能B.動(dòng)能
C.彈性勢(shì)能D.內(nèi)能

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,小球自高h處以初速度v0豎直下拋,正好落在彈簧上,把彈簧壓縮后又被彈起.彈簧質(zhì)量不計(jì),空氣阻力不計(jì),則小球(        )
A.落到彈簧上后立即做減速運(yùn)動(dòng)
B.被彈起后,最高點(diǎn)仍是出發(fā)點(diǎn)
C.在碰到彈簧后的下落過(guò)程中,系統(tǒng)的重力勢(shì)能與動(dòng)能之和不變
D.在碰到彈簧后的下落過(guò)程中,系統(tǒng)的彈性勢(shì)能與重力勢(shì)能之和先變小后變大

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同步練習(xí)冊(cè)答案