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如图所示,水平虚线X下方区域分布着方向水平、垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁...

如图所示,水平虚线X下方区域分布着方向水平、垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,整个空间存在匀强电场(图中未画出).质量为m,电荷量为+q的小球P静止于虚线X上方A点,在某一瞬间受到方向竖直向下、大小为I的冲量作用而做匀速直线运动.在A点右下方的磁场中有定点O,长为l的绝缘轻绳一端固定于O点,另一端连接不带电的质量同为m的小球Q,自然下垂.保持轻绳伸直,向右拉起Q,直到绳与竖直方向有一小于5的夹角,在P开始运动的同时自由释放Q,Q到达O点正下方W点时速率为v.P、Q两小球在W点发生正碰,碰后电场、磁场消失,两小球粘在一起运动.P、Q两小球均视为质点,P小球的电荷量保持不变,绳不可伸长,不计空气阻力,重力加速度为g.
(1)求匀强电场场强E的大小和P进入磁场时的速率v;
(2)若绳能承受的最大拉力为F,要使绳不断,F至少为多大?
(3)求A点距虚线X的距离s.

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(1)匀速运动电场力等于重力,有冲量利用动量定理列方程求解即可. (2)碰撞过程动量守恒,圆周运动最低点合力提供向心力 (3)相对碰撞时,单摆到达最低点时可能经过的时间为,同向相碰时,单摆到达最低点时可能经过的时间为,本题要分情况讨论. 【解析】 (1)设小球P所受电场力为F1,则F1=qE 在整个空间重力和电场力平衡,有Fl=mg 联立相关方程得 设小球P受到冲量后获得速度为v,由动量定理得I=mv 得 (2)设P、Q同向相碰后在W点的最大速度为vm,由动量守恒定律得 mv+mv=(m+m)vm 此刻轻绳的张力也为最大,由牛顿运动定律得F-(m+m)g=vm2 联立相关方程,得 (3)设P在肖上方做匀速直线运动的时间为h,则tP1= 设P在X下方做匀速圆周运动的时间为tP2,则 tP2= 设小球Q从开始运动到与P球反向相碰的运动时间为tQ,由单摆周期性,有 由题意,有    tQ=tP1+tP2    联立相关方程,得n为大于的整数 设小球Q从开始运动到与P球同向相碰的运动时间为tQ´,由单摆周期性,有 同理可得    其中n为大于的整数 答:(1)匀强电场场强E的大小,P进入磁场时的速率;     (2)要使绳不断,F至少为     (3)若两球反向相碰,A点距虚线X的距离 其中n为大于的整数          若两球同向相碰,A点距虚线X的距离 其中n为大于的整数
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考点分析:
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如图所示,ABCD为固定在竖直平面内的轨道,AB段光滑水平,BC段为光滑圆弧,对应的圆心角θ=37,半径r=2.5m,CD段平直倾斜且粗糙,各段轨道均平滑连接,倾斜轨道所在区域有场强大小为E=2×l05N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场.质量m=5×l0-2kg、电荷量q=+1×10-6C的小物体(视为质点)被弹簧枪发射后,沿水平轨道向左滑行,在C点以速度v=3m/s冲上斜轨.以小物体通过C点时为计时起点,0.1s以后,场强大小不变,方向反向.已知斜轨与小物体间的动摩擦因数μ=0.25.设小物体的电荷量保持不变,取g=10m/s2.sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)求弹簧枪对小物体所做的功;
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小灯泡L,规格“4.0v.0.7A”;
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电流表A2,量程0.6A,内阻r2=0.2Ω;
电压表V,量程3V,内阻rV=9kΩ;
标准电阻R1,阻值1Ω;
标准电阻R2,阻值3kΩ;
滑动变阻器R,阻值范围O~10Ω,;
学生电源E,电动势6V,内阻不计;
开关S及导线若干.
(1)甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量,当通过L的电流为0.46A时,电压表的示数如图2所示,此时L的电阻为______Ω.
(2)乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量,电压表指针指在最大刻度时,加在L上的电压值是______V.
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A.撤去F后,物体先做匀加速运动,再做匀减速运动
B.撤去F后,物体刚运动时的加速度大小为manfen5.com 满分网
C.物体做匀减速运动的时间为2manfen5.com 满分网
D.物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为manfen5.com 满分网
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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