（10分）如圖的環(huán)狀軌道處于豎直面內(nèi)，它由半徑分別為R和2R的兩個半圓軌道、半徑為R的兩個四分之一圓軌道和兩根長度分別為2R和4R的直軌道平滑連接而成。以水平線MN和PQ為界，空間分為三個區(qū)域，區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅲ內(nèi)有磁感應(yīng)強度為B的水平向里的勻強磁場，區(qū)域Ⅰ和Ⅱ內(nèi)有豎直向上的勻強電場，電場場強大小為。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電小環(huán)穿在軌道內(nèi)，它與兩根直軌道間的動摩擦因數(shù)為μ（0<μ<1），而軌道的圓弧形部分均光滑。將小環(huán)在較長的直軌道CD下端的C點無初速釋放（不考慮電場和磁場的邊界效應(yīng)，重力加速度為g），求：

（1）小環(huán)在第一次通過軌道最高點A時的速度vA的大��；
（2）小環(huán)在第一次通過軌道最高點A時受到軌道的壓力FN的大��；
（3）若從C點釋放小環(huán)的同時，在區(qū)域Ⅱ再另加一垂直于軌道平面向里的水平勻強電場，其場強大小為，則小環(huán)在兩根直軌道上通過的總路程多大？
（1） （2） 
（3）或s總=或 s總=

試題分析：（1）從C到A，洛倫茲力不做功，小環(huán)對軌道無壓力，也就不受軌道的摩擦力．由動能定理，有：
可得：         （3分）
（2）過A點時，研究小環(huán)，由受力分析和牛頓第二定律，有：

解得   （3分）
（3）由于0<μ<1，小環(huán)必能通過A點，以后有三種可能：    （4分）
①有可能第一次過了A點后，恰好停在K點，則在直軌道上通過的總路程為：
②也有可能在水平線PQ上方的軌道上往復(fù)若干次后，最后一次從A點下來恰好停在K點，對整個運動過程，由動能定理，有：    得：s總=
③還可能最終在D或點速度為零（即在D與點之間振動），由動能定理，有
  得：s總=
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在圖所示的空間直角坐標(biāo)系所在的區(qū)域內(nèi)，同時存在勻強電場E和勻強磁場B。已知從坐標(biāo)原點O沿x軸正方向射入的質(zhì)子，穿過此區(qū)域時未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則可以判斷此區(qū)域中E和B的方向可能是

A．E和B都沿y軸的負(fù)方向
B．E和B都沿x軸的正方向
C．E沿y軸正方向，B沿z軸負(fù)方向
D．E沿z軸正方向，B沿y軸負(fù)方向

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，豎直放置的平行帶電導(dǎo)體板A、B和水平放置的平行帶電導(dǎo)體板C、D，B板上有一小孔，從小孔射出的帶電粒子剛好可從C、D板間左上角切入C、D板間電場，已知C、D板間距離為d，長為2d，  UAB=UCD=U>0，在C、D板右側(cè)存在有一個垂直向里的勻強磁場。質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子由靜止從A板釋放，沿直線運動至B板小孔后貼近C板進入C、D板間，最后能進入磁場中。帶電粒子的重力不計。求：

（1）帶電粒子從B板小孔射出時的速度大小v0;
（2）帶電粒子從C、D板射出時的速度v大小和方向；
（3）欲使帶電粒子不再返回至C、D板間，右側(cè)磁場的磁感應(yīng)強度大小應(yīng)該滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖在xoy坐標(biāo)內(nèi)，在0≤x≤6m的區(qū)域存在以O(shè)N為界的勻強磁場B1、B2，磁場方向均垂直xoy平面，方向如圖，大小均為1T。在x＞6m的區(qū)域內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的勻強電場，場強大小為×104V/m。一帶正電的粒子（不計重力），其比荷q/m=1.0×104C/kg，從A板靜止出發(fā)，經(jīng)過加速電壓（電壓可調(diào)）加速后從坐標(biāo)原點O沿x軸正方向射入磁場B1。

（1）要使該帶電粒子經(jīng)過坐標(biāo)為（3，）的P點（P點在ON線上），求最大的加速電壓U0；
（2）滿足第（1）問加速電壓的條件下，粒子再次通過x軸時到坐標(biāo)原點O的距離和速度大�。�
（3）粒子從經(jīng)過O點開始計時，到達P點的時間。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，電容器兩極板相距為d，兩端電壓為U，板間勻強磁場磁感應(yīng)強度為B1，一束帶正電的粒子從圖示方向射入，穿過電容器后進入另一勻強磁場B2，結(jié)果分別打在a、b兩點，兩點間的距離為，由此可知，打在兩點的粒子質(zhì)量差上=___ _（均帶電量為q的正電荷）。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一帶電粒子從平行帶電金屬板左側(cè)中點垂直于電場線以速度v0射入電場中，恰好能從下板邊緣以速度v1飛出電場．若其它條件不變，在兩板間加入垂直于紙面向里的勻強磁場，該帶電粒子恰能從上板邊緣以速度v2射出．不計重力，則
A．2v0= v1+v2B．v0=C．v0=D．v0<v1=v2

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）  如圖所示，在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強電場，在第一、第四象限內(nèi)分別存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小相等，方向如圖所示．現(xiàn)有一個帶電粒子在該平面內(nèi)從X軸上的P點，以垂直于X軸的初速度進入勻強電場，恰好經(jīng)過y軸上的Q點且與y軸成450角射出電場，再經(jīng)過一段時間又恰好垂直于X軸進入下面的磁場．已知OP之間的距離為d（不計粒子的重力）求：

（1）Q點的坐標(biāo)；
（2）帶電粒子自進入電場至在磁場中第二次經(jīng)過X軸的時間．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（14分）如圖所示，豎直平面內(nèi)有兩光滑金屬圓軌道，平行正對放置，直徑均為d，電阻不計。某金屬棒長L、質(zhì)量m、電阻r，放在圓軌道最低點MM' 處，與兩導(dǎo)軌剛好接觸。兩圓軌道通過導(dǎo)線與電阻R相連�？臻g有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B�，F(xiàn)使金屬棒獲得垂直紙面向里的初速度vo，當(dāng)其沿圓軌道滑到最高點NN' 處時，對軌道恰無壓力（滑動過程中金屬棒與圓軌道始終接觸良好）。重力加速度為g，求：

（1）金屬棒剛獲得垂直紙面向里的初速度時，判斷電阻R中電流的方向；
（2）金屬棒到達最高點NN' 處時，電路中的電功率；
（3）金屬棒從MM' 處滑到NN' 處的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。       

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，一個質(zhì)量為m，電荷量為q的帶負(fù)電的粒子(重力不計)，以初速度v由狹縫S1，垂直進入電場強度為E的勻強電場中．
(1)為了使此粒子不改變方向從狹縫S2穿出，則必須在勻強電場區(qū)域加入勻強磁場，求勻強磁場B1的大小和方向．
(2)帶電粒子從S2穿出后垂直邊界進入一個矩形區(qū)域，該區(qū)域存在垂直紙面向里的勻強磁場，粒子運動軌跡如圖所示，若射入點與射出點間的距離為L，求該區(qū)域的磁感應(yīng)強度B2的大小．

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同步練習(xí)冊答案