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(平常练习改变)在场强为B的水平匀强磁场中,一质量为m、带正电q的小球在O静止释...

(平常练习改变)在场强为B的水平匀强磁场中,一质量为m、带正电q的小球在O静止释放,小球的运动曲线如图所示.已知此曲线在最低点的曲率半径为该点到z轴距离的2倍,重力加速度为g.求:
(1)小球运动到任意位置P(x,y)的速率v.
(2)小球在运动过程中第一次下降的最大距离ym
(3)当在上述磁场中加一竖直向上场强为E(E>mg/q)的匀强电场时,小球从O静止释放后获得的最大速率vm

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(1)首先分析,在任意时刻,小球都只受到重力和洛伦兹力.洛伦兹力始终方向与速度方向垂直,不做功,所以从原点到最低点只有重力做功,根据动能定理即可求得速度; (2)设小球在最低点的速度为v,到x轴距离为h,最低点的曲率半径为2h.对于小球运动到最低点时,小球的向心力由洛伦兹力与重力的合力提供,列出向心力公式,再结合第一问中的速度就可以求出小球在运动过程中第一次下降的最大距离ym; (3)加入电场后,结合动能定理和圆周运动向心力的公式即可以求得小球从O静止释放后获得的最大速率vm. 解析:(1)洛仑兹力不做功,由动能定理得,            mgy=mv2   ①            得  v= ② (2)设在最大距离ym处的速率为vm,根据圆周运动有,qvmB-mg=m  ③ 且由②知   ④ 由③④及R=2ym得     ⑤ (3)小球运动如图所示, 由动能定理 (qE-mg)|ym|= ⑥ 由圆周运动  qvmB+mg-qE=m  ⑦ 且由⑥⑦及R=2|ym|解得 vm=.
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考点分析:
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(2)若球在O点正上方以速度v2水平发出,恰好在最高点时越过球网落在球台的P2(如图虚线所示),求v2的大小.
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(选修模块3-4)
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3.(选修模块3-5)
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(选修模块3-3)
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______(填“A”、“B”或“C”),该过程中气体的内能______(填“增加”、“减少”或“不变”).
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s2 (10-1m22.623.895.206.537.78
请在坐标纸上作出s2-h关系图.
(3)对比实验结果与理论计算得到的s2--h关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率______ (填“小于”或“大于”)理论值.
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(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据:
  电阻 R
(Ω)
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导线直径 d
(mm)
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(mm2
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请你根据以上数据判断,该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系?若满足反比关系,请说明理由;若不满足,请写出R与S应满足的关系.
(3)若导线的电阻率ρ=5.1×10-7Ω•m,则表中阻值为3.1Ω的导线长度l=______m(结果保留两位有效数字)

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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