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如图所示,半径为R的半圆形槽放在粗糙的水平地面上,槽内部光滑,其质量为M.匀强磁...

如图所示,半径为R的半圆形槽放在粗糙的水平地面上,槽内部光滑,其质量为M.匀强磁场与槽面垂直向内,将质量为m的带电小球自槽口A处由静止释放,小球到达槽最低点C时,恰好对槽无压力.整个过程中M对地始终静止,问:
(1)小球第一次运动到C点时,速度大小为多少?
(2)小球在以后运动过程中,半圆形槽对地面的最大压力是多少?

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(1)从A到C,支持力和洛伦兹力不做功,只有重力做功,根据动能定理求出第一次运动到C点时的速度. (2)小球由右向左运动到槽最低点时,重力向下,洛伦兹力向下,支持力向上,合力提供向心力,此时小球对槽压力最大,此时有.根据A处由静止释放,小球到达槽最低点C时,恰好对槽无压力有,联立两式得出小球对槽的最大压力,再对半圆形槽受力分析,得出半圆槽对地面的最大压力. 【解析】 (1)从A至C 故第一次运动到C点时的速度为. (2)小球由右向左运动到槽最低点时,小球对槽压力最大,槽对地压力最大 对球         又小球由左向右运动到最低点时,对小球 则           当小球运动到最低点时,槽对地压力FM=6mg+Mg 故槽对地面的最大压力为FM=6mg+Mg.
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考点分析:
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(1)导线PQ的重力的大小和该磁场的方向;
(2)若改变匀强磁场的大小和方向,使导线静止在斜面上,且对斜面的压力最小,求该磁场的大小和方向;
(3)若改变匀强磁场的大小和方向,使导线静止在斜面上,且磁感应强度最小,求该磁场的大小和方向.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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