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如图,有位于竖直平面上的半径为R的圆形光滑绝缘轨道,其上半部分处于竖直向下、场强...

如图,有位于竖直平面上的半径为R的圆形光滑绝缘轨道,其上半部分处于竖直向下、场强为E的匀强电场中,下半部分处于垂直水平面向里的匀强磁场中;质量为m,带正电,电荷量为q的小球,从轨道的水平直径的M端由静止释放,若小球在某一次通过最低点时对轨道的压力为零,求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)小球对轨道最低点的最大压力;
(3)若要小球在圆形轨道内做完整的圆周运动,求小球从轨道的水平直径的M端下滑的最小速度.

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(1)小球在通过最低点时对轨道的压力为零,由此可知,在最低点时洛伦兹力和重力的合力恰好作为圆周运动的向心力,根据向心力的公式即可以求得磁感应强度B的大小; (2)当小球反向运动时,小球受到的洛伦兹力的反向反向,在最低点时对小球受力分析,由向心力的公式可以求得小球对轨道最低点的最大压力; (3)在最高点时,小球的重力和电场力作为圆周运动的向心力的大小,从M点到最高点的过程中,根据动能定理可以求得小球从轨道的水平直径的M端下滑的最小速度. 【解析】 (1)设小球向右通过最低点时的速率为v,由题意得: mgR=mv2…① qBv-mg=m…② B=.…③ (2)小球向左通过最低点时对轨道的压力最大. FN-mg-qBv=m…④ FN=6mg.…⑤ (3)要小球完成圆周运动的条件是在最高点满足: mg+qE=…⑥ 从M点到最高点由动能定理得: -mgR-qER=…⑦ 由以上可得v=…⑧ 答案:(1)磁感应强度B的大小为, (2)小球对轨道最低点的最大压力为6mg, (3)小球从轨道的水平直径的M端下滑的最小速度为.
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考点分析:
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如图所示的真空中,场强为E的匀强电场,方向与竖直平面xOy平行且与竖直轴Oy负方向成θ=37°的夹角.带电粒子以初速度v=7.5m/s,从原点O沿着Ox轴运动,达到A点时速度为0,此刻,匀强电场的方向突然变为竖直向下,而大小不变,粒子又运动了t2=2s.(g=10m/s2)求:
(1)粒子的带何种电荷、粒子到A点前作什么运动
(2)带电粒子运动t2后所在位置的坐标.

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(1)探测器发动机的推力.
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(1)若某多用电表Ω档的中央刻度值为“15”,用它测量阻值R约为1KΩ的电阻,应该把选择开关调至倍率为______档.
(2)若要测量该多用电表直流2.5V档的内阻RV(约为20kΩ).
除此多用电表外,还有以下器材:直流电源一个(电动势E约为2V,内阻可忽略不计),电阻一个(阻值R约为10kΩ),电键一个,导线若干.
①写出实验步骤
②写出RV的表达式.

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气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律,实验装置如图所示,采用的实验步骤如下:
a.松开手的同时,记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作,当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时计时器结束计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2
b.在A、B间水平放入一个轻弹簧,用手压住A、B使弹簧压缩,放置在气垫导轨上,并让它静止在某个位置.
c.给导轨送气,调整气垫导轨,使导轨处于水平.
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1;B的右端至D板的距离L2
(1)实验步骤的顺序是______
(2)实验中还需要的测量仪器是______
还需要测量的物理量是______
(3)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是______
(4)实验中弹簧与A、B滑块是粘连好还是不粘连好?______
理由是______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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