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带负电的小物体A放在倾角为θ(sinθ=0.6,cosθ=0.8)的绝缘斜面上....

带负电的小物体A放在倾角为θ(sinθ=0.6,cosθ=0.8)的绝缘斜面上.整个斜面处于范围足够大、方向水平向右的匀强电场中,如图所示,物体A的质量为m,电量为-q,与斜面问的动摩擦因数为μ,它在电场中受到的电场力的大小等于重力的一半.物体A在斜面上由静止开始下滑,经时间t后突然在斜面区域加上范围足够大的匀强磁场,磁场方向垂直于纸面.磁感应强度大小为B,此后物体A沿斜面继续下滑距离L后离开斜面.
(1)物体A在斜面上的运动情况如何?说明理由.
(2)物体A在斜面上运动过程中有多少能量转化为内能?

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(1)在增加磁场之前物体A受恒力作用,做匀加速运动,加了磁场后,受到垂直于斜面向上的洛伦兹力,随着速度增大,物体所受的斜面支持力,滑动摩擦力减小,加速度将增大,因而做加速度增大的变加速运动. (2)在加磁场前,根据牛顿第二定律求得加速度,由运动学公式求出t时间内通过的位移,即可求出此过程克服摩擦力做功,即产生的内能; 在物体A离开斜面瞬间,垂直于斜面方向的力平衡,列式可求出速度,根据能量守恒此过程产生的内能. 【解析】 (1)物体A在斜面上先做匀加速运动,后做加速度增大的变加速运动 ∵在增加磁场之前物体A受恒力作用,而在增加匀强磁场后,洛伦兹力垂直于斜面向上,速度增大,洛伦兹力增大,滑动摩擦力将减小,合外力增大,则加速度增大. ∴物体A先做匀加速运动后做加速度增大的变加速运动. (2)在加磁场前,根据牛顿第二定律得   解出 则得 在物体A离开斜面瞬间  而F洛=qvB 解出  根据能量守恒WG+W电=△EK+Q 则得  mg(L+S)sinθ+qE(L+S)cosθ=+Q 将a、v及sinθ=0.6,cosθ=0.8代入上式 得 答: (1)物体A在斜面上的运动情况是:物体A在斜面上先做匀加速运动,后做加速度增大的变加速运动. (2)物体A在斜面上运动过程中有mg(L+-gt2)-的能量转化为内能.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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