热门试卷

解：（1）小物体P的速率从0只2m/s，受外力F1=2N，设其做匀变速直线运动的加速度为a1，经过时间△t1，则

F1-μmg=ma1    ①

v1=a1△t     ②

由式代入数据得△t1=0.5s     ③

（2）小物体P从2m/s运动至A点，受外力F2=6N，设其做匀变速直线运动的加速度为a2，则

F2-μmg=ma2        ④

设小物体P从速度v1经过△t2时间，在A点的速度为v2，则

△t2=0.55s-△t1 ⑤

v2=v1+a2△t2 ⑥

P从A点至B点，受外力F2=6N、电场力和滑动摩擦力的作用，

设其做匀变速直线运动的加速度为a3，电荷量为q，在B点的速度为v3，从A点至B点的位移为x1，则有：

F2-μmg-qE=ma3 ⑦

     ⑧

P以速度v3滑出轨道右端B点，设水平方向外力为F3，电场力大小为FE，

有FE=F3 ⑨

F3与FE大小相等方向相反，P水平方向所受合力为零，所以P从B点开始做初速度为v3的平抛运动．

设P从B点运动至D点用是为△t3，水平位移为x2，

由题意知       （10）

x2=v3△t3 （11）

设小物体P从A点至D点电场力做功为W，则有：

W=-qE（x1+x2）       （12）

联立④⑧（10）（12）式并代入数据得W=-9.25J．

答：

（1）小物体P从开始运动至速率为2m/s所用的时间为0.5s；

（2）小物体P从A运动至D的过程，电场力做的功为-9.25J．

解：（1）设从A点射入的粒子由A点到A‘点的运动时间为t，根据运动轨迹的对成称性可得：

x方向有：2l0=v0t得    ①

y方向有：       ②

解得              ③

即从AC间入射的粒子穿越电场区域的时间t为，匀强电场的电场强度E的大小为．

（2）设到C点距离为△y处射出的粒子通过电场后也沿x轴正方向，粒子第一次到达x轴用时△t，水平分位移△x，

则△x=v0△t     ④

   ⑤

要粒子从电场中射出时速度方向也沿x轴正方向，必须满足条件2l0=n•2△x（n=1，2，3…）      ⑥

联立③④⑤⑥解得：⑦

故粒子从电场中射出时速度方向也沿x轴正方向，必须是在AC间纵坐标为：⑧

（3）当n=1时，粒子射出的坐标为y1=l0⑨

当n=2时，粒子射出的坐标为⑩

当n≥3时，沿x轴正方向射出的粒子分布在y1到y2之间（如图所示）．

y1、y2之间距离为     （11）

所以，磁场圆O1的最小半径  （12）

若使粒子经磁场后汇集于直线x=2l0与圆形磁场边界的一个交点，分析知此点只能是答图中的Q点，且粒子在磁场中做圆周运动的半径等于磁场区域圆半径．    

由    （13）

联立（12）（13）得：  （14）

即磁场区域的最小半径是，相应的磁感应强度B是．