题目
题型:湖南模拟难度:来源:
(1)小球刚进入磁场B1时的加速度大小a;
(2)绝缘管的长度L;
(3)小球离开管后每次经过水平面MN时小球距管口的距离△x.
答案
(1)小球在管内运动时,以小球为研究对象,小球受到竖直向下的重力、竖直向上的电场力和大小恒定、方向竖直向上的洛伦兹力,设加速度为a,由牛顿第二定律有:
qB1v+qE-mg=ma
则:a=
qB1v+Eq-mg |
m |
(2)小球在管中竖直方向做匀加速直线运动,在小球运动到管口时,FN=2.4×10-3N,设v1为小球竖直分速度,水平方向有:
FN-qv1B1=0
解得:v1=
FN |
qB1 |
竖直方向有:v12=2aL
解得:L=
| ||
2a |
1 |
6 |
(3)小球离开管口进入复合场,小球受到竖直向下的重力、竖直向上的电场力和方向随时发生变化的洛伦兹力,
其中:
qE=8×10-5×25=2×10-3N
mg=0.2×10-3×10=2×10-3N
有qE=mg,故电场力与重力平衡,小球在复合场中做匀速圆周运动,合速度v"与MN成45°角,轨道半径为R,(如图)qvB2=
mv′2 |
R |
R=
mv′ |
qB2 |
| ||
3 |
小球离开管口开始计时,到再次经过MN所通过的水平距离
x1=2Rsin45°=
2 |
2 |
3 |
T=
2πR |
v′ |
2πm |
qB2 |
对应的时间有:
t=
1 |
4 |
πm |
2qB2 |
π |
12 |
设小车运动的距离为x2
x2=vt=2×
π |
12 |
π |
6 |
若小球再经过MN时,有:
△x=n(x1-x2)
解得:△x=
n |
3 |
π |
2 |
答:(1)小球刚进入磁场B1时的加速度大小为12m/s2
(2)绝缘管的长度为
1 |
6 |
(3)小球离开管后每次经过水平面MN时小球距管口的距离为△x=
n |
3 |
π |
2 |
核心考点
试题【如图甲所示,水平地面上有一辆小车,小车上固定有竖直光滑绝缘管,管长为L,管内底部有一质量m=0.2g,电荷量q=+8×10-5C的小球,小球的直径比管的内径略小】;主要考察你对共点力的平衡等知识点的理解。[详细]
举一反三
(1)线框匀速上升时磁场对线框的作用力多大?
(2)线框匀速上升时速度多大?
(3)线框上升过程中产生了多少电热?
A.绳子拉力变大 |
B.地面对物体B的支持力变小 |
C.地面对物体B的摩擦力变大 |
D.物体B受到的合力变大 |
A.磁场方向竖直向上 |
B.磁场方向竖直向下 |
C.ab受安培力的方向平行导轨向上 |
D.ab受安培力的方向平行导轨向下 |
A.无摩擦力 |
B.支持力等于(m+M)g |
C.支持力为(M+m)g-Fsinθ |
D.有水平向左的摩擦力,大小为Fcosθ |
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