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题型:填空题
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填空题

用一根长L=0.8m的轻绳,吊一质量为m=1.0g的带电小球,放在磁感应强度B=0.1T、方向如图所示的匀强磁场中.把小球拉到悬点的右端,轻绳刚好水平拉直.将小球由静止释放,小球便在垂直于磁场的竖直平面内摆动,当小球第一次摆到最低点时,悬线的拉力恰好为零(g取10m/s2).则:

(1)小球带______(填正或负)电荷,电荷量为______C.

(2)当小球第二次经过最低点时,悬线对小球的拉力为______N.

正确答案

7.5×10-2

0.06

解析

解:(1)小球第一次摆到最低点时速度水平向左,悬线的拉力恰好为零,说明洛伦兹力竖直向上,由左手定则,拇指向上,让磁感线穿过掌心,四指就指向右,故小球带负电.

下落的过程中只有重力做功,洛伦兹力不做功,所以总功为:mgL

设此时速度为v,由动能定理得:

mgL=

解得:v===4m/s

此时对小球受力分析如图:

所以:F=F-mg

又:F=;F=qvB

即:qvB-mg=代入数据得:

q×4×0.1-1×10-3×10=

解得:q=2.5×10-2C

(2)小球第二次经过最低点时,速度大小不变,方向变为向右

受力分析如图:

F=F-F-mg

又:F=

即:F-qvB-mg=代入数据得:

F-7.5×10-2×4×0.1-1×10-3×10=

解得:F=0.06N

故答案为:(1)负;2.5×10-2C

(2)0.06N

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题型: 多选题
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多选题

铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的,已知内外轨道对水平面倾角为θ,弯道处的圆弧半径为R,若质量为m的火车以速度v通过某弯道时,内、外轨道均不受侧压力作用,下列分析正确的是(  )

A轨道半径 R=

Bv=

C若火车速度大于v时,外轨将受到侧压力作用

D若火车速度小于v时,外轨将受到侧压力作用

正确答案

B,C

解析

解:A、B、火车以某一速度v通过某弯道时,内、外轨道均不受侧压力作用,其所受的重力和支持力的合力提供向心力

由图可以得出

F=mgtanθ(θ为轨道平面与水平面的夹角)

合力等于向心力,故

mgtanθ=m

解得R=,故A错误,v=,故B正确;

C、当转弯的实际速度大于规定速度时,火车所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力,火车有离心趋势,故其外侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压,外轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向外,故C正确;

D、当转弯的实际速度小于规定速度时,火车所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力,火车有向心趋势,故其内侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压,内轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向内,故D错误;

故选:BC

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题型: 单选题
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单选题

在高速公路的拐弯处,路面造得外高内低,即当车向右拐弯时,司机左侧的路面比右侧的要高一些,路面与水平面间的夹角为θ设拐弯路段是半径为R的圆弧,要使车速为v时车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零,θ应满足(  )

Asinθ=

Btanθ=

Csinθ=

Dcotθ=

正确答案

B

解析

解:车匀速转弯,合力等于向心力,如图

根据牛顿第二定律

mgtanθ=m

解得

tanθ=

故选:B.

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,一球质量为m,用长为L的细线悬挂于0点,在0点正下方处有一根长钉.把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放,当悬线碰到钉子瞬间,下列说法正确的是(  )

A小球的线速度突然加大

B小球的向心加速度突然加大

C小球的角速度突然减小

D悬线拉力突然加大

正确答案

B,D

解析

解:A、把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放,当悬线碰到钉子的前后瞬间,线速度大小不变.故A错误.

B、根据a=知,半径变小,则向心加速度变大.故B正确.

C、根据v=rω知,半径变小,则角速度变大.故C错误.

D、根据牛顿第二定律得,T-mg=,解得T=mg+m,半径变小,则拉力变大.故D正确.

故选:BD.

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题型:填空题
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填空题

用细线吊着一个小球,使小球在水平面内做半径为R匀速圆周运动;圆周运动的水平面距离悬点h,距离水平地面H.若细线突然在A处断裂,则小球经时间t=______后落地,小球在地面上的落点P与悬点O在水平面上的投影的O,点的距离为______

正确答案

R

解析

解:设细线与竖直方向上的夹角为θ,小球圆周运动的速度大小为v.

根据牛顿第二定律得:

mgtanθ=m

又 tanθ=

则v=R

细线突然在A处断裂后小球开始做平抛运动,则:

 由 H=,得 t=

则落点P与A点间的水平距离为 x=vt=R=R

根据几何知识得:小球在地面上的落点P与悬点O在水平面上的投影的O点的距离为:S===R

故答案为:,R

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