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题型:简答题
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简答题

将倾角为θ的光滑绝缘斜面放置在一个足够大的、磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中.一个质量为m、带电荷量为-q的小滑块,在竖直平面内沿斜面由静止开始下滑,如图所示,问:经过多少时间,带电滑块将脱离斜面?

正确答案

解:滑块脱离斜面时的速度为v,则有:

qvB=mgcosθ     ①

滑块沿斜面匀加速下滑的加速度a==gsinθ,则:

v=at②

由①②两式得 t=

答:经过时间,带电滑块将脱离斜面.

解析

解:滑块脱离斜面时的速度为v,则有:

qvB=mgcosθ     ①

滑块沿斜面匀加速下滑的加速度a==gsinθ,则:

v=at②

由①②两式得 t=

答:经过时间,带电滑块将脱离斜面.

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题型:简答题
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简答题

质量为0.1g的小物块带有5×10-4C的电荷,放在倾角为30°且足够长的光滑绝缘的斜面上,整个装置放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,如图所示.物块由静止下滑,滑到某个位置时离开斜面,求:

(1)物块带何种电荷?

(2)物块刚离开斜面时的速度多大?

(3)物块从静止到刚离开斜面的过程中做什么运动,斜面至少多长?

正确答案

解:(1)由题意可知:小滑块受到的安培力垂直斜面向上.

根据左手定则可得:小滑块带负电.

(2)当物体离开斜面时,弹力为零,

因此有:qvB=mgcos30°,

故v==2m/s.

(3)由于斜面光滑,物体在离开斜面之前一直做匀加速直线运动,

由牛顿第二定律得:mgsin30°=ma,

由匀变速直线运的速度位移公式得:v2=2ax,

解得:x=1.2m.

答:(1)物体带负电.

(2)物体离开斜面时的速度为2m/s.

(3)物块从静止到刚离开斜面的过程中一直做匀加速直线运动,斜面至少1.2 m.

解析

解:(1)由题意可知:小滑块受到的安培力垂直斜面向上.

根据左手定则可得:小滑块带负电.

(2)当物体离开斜面时,弹力为零,

因此有:qvB=mgcos30°,

故v==2m/s.

(3)由于斜面光滑,物体在离开斜面之前一直做匀加速直线运动,

由牛顿第二定律得:mgsin30°=ma,

由匀变速直线运的速度位移公式得:v2=2ax,

解得:x=1.2m.

答:(1)物体带负电.

(2)物体离开斜面时的速度为2m/s.

(3)物块从静止到刚离开斜面的过程中一直做匀加速直线运动,斜面至少1.2 m.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,长为L的木板静止在光滑水平面上,小木块放置在木板的右端,木板和小木块的质量均为m,小木块的带电量为+q,木板不带电,小木块与木板之间的动摩擦因数为μ,整个空间存在着方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场.现对木板施加一个方向水平向右、大小为μmg的恒力F,当作用时间为t时,小木块速度刚好达到且正好滑至木板中央,求:

(1)t时刻时,木板的加速度大小为多少?

(2)恒力作用多长时间时,小木块和木板之间开始发生相对滑动(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)?

正确答案

解:(1)t时刻,小木块受到竖直向上的洛伦兹力

则有:F=B qv木块=mg

则小木块与木板之间无挤压,不存在摩擦力,

对木板有:F=ma木板      

       

(2)小木块和木板之间发生相对滑动之前一起匀加速,设加速度为a,

由牛顿第二定律,则有:F=2ma    

               即 

小木块和木板之间刚要开始发生相对滑动时,设摩擦力为fm,共同速度为v1

对小木块:fm=μ(mg-Bqv1)=ma       

 速度公式:v1=at1

所以        

 则小木块和木板之间开始发生相对滑动,恒力作用的时间:

答:(1)t时刻时,木板的加速度大小为μg;

(2)恒力作用的时间时,小木块和木板之间开始发生相对滑动.

解析

解:(1)t时刻,小木块受到竖直向上的洛伦兹力

则有:F=B qv木块=mg

则小木块与木板之间无挤压,不存在摩擦力,

对木板有:F=ma木板      

       

(2)小木块和木板之间发生相对滑动之前一起匀加速,设加速度为a,

由牛顿第二定律,则有:F=2ma    

               即 

小木块和木板之间刚要开始发生相对滑动时,设摩擦力为fm,共同速度为v1

对小木块:fm=μ(mg-Bqv1)=ma       

 速度公式:v1=at1

所以        

 则小木块和木板之间开始发生相对滑动,恒力作用的时间:

答:(1)t时刻时,木板的加速度大小为μg;

(2)恒力作用的时间时,小木块和木板之间开始发生相对滑动.

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简答题

如图所示,真空中有一垂直纸面向内的匀强磁场,一根轻绳固定于场内的O点,绳的末端栓一绝缘带电小球.已知磁场的磁感应强度为B,绳长为L,小球带电荷量为+q,质量为m,让小球在图示的竖直平面呃逆摆动,绳与竖直方向的作答偏角为θ.若摆球能正常摆动,求摆球从右向左运动与从左向右运动经过最低点时,绳子的拉力之差.

正确答案

解:当摆球有左向右摆动,对其受力分析,有竖直向下的重力mg,竖直向上的绳子的拉力T和洛伦兹力qvB,有左手定则可知其方向为向上,由牛顿运动定律有:

T+qvB-mg=m

得:T=m+mg-qvB

当摆球有左向左摆动,对其受力分析,有竖直向下的重力mg,竖直向上的绳子的拉力T和洛伦兹力qvB,有左手定则可知其方向为向下,由牛顿运动定律有:

T′-qvB-mg=m

得:T′=m+mg+qvB

故拉力这差为:T′-T=2Bqv;

答:绳子的拉力之差为2Bqv.

解析

解:当摆球有左向右摆动,对其受力分析,有竖直向下的重力mg,竖直向上的绳子的拉力T和洛伦兹力qvB,有左手定则可知其方向为向上,由牛顿运动定律有:

T+qvB-mg=m

得:T=m+mg-qvB

当摆球有左向左摆动,对其受力分析,有竖直向下的重力mg,竖直向上的绳子的拉力T和洛伦兹力qvB,有左手定则可知其方向为向下,由牛顿运动定律有:

T′-qvB-mg=m

得:T′=m+mg+qvB

故拉力这差为:T′-T=2Bqv;

答:绳子的拉力之差为2Bqv.

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简答题

如图,整个空间存在匀强磁场,磁感应强度方向竖直向下,水平面上O处固定一电荷量为Q(Q>0)的小球a,另一个电荷量为q(q>0)、质量为m的小球b在其上方某个水平面内做匀速圆周运动,圆心为O′.a、b间的距离为R.为了使小球能够在该圆周上运动,求磁感应强度的最小值及小球b相应的速率(静电力常量为k).

正确答案

解:据题意,小球P在水平面做匀速圆周运动,该圆周的圆心为O′.P受到向下的重力mg、a对它沿ab方向的库仑力N和磁场的洛仑兹力:f=qvB…①

式中v为小球运动的速率.洛仑兹力f的方向指向O′.

根据牛顿第二定律:cosα-mg=0…②

f-sinα=m…③

由①②③式得:v2-v+=0…④

由于v是实数,必须满足:△=(2-≥0…⑤

由此得:B≥…⑥

可见,为了使小球能够在该圆周上运动,磁感应强度大小的最小值为:Bmin= …⑦

此时,带电小球做匀速圆周运动的速率为:v=…⑧

由⑦⑧式得:v=sinα

答:磁感应强度大小的最小值,小球P相应的速率sinα.

解析

解:据题意,小球P在水平面做匀速圆周运动,该圆周的圆心为O′.P受到向下的重力mg、a对它沿ab方向的库仑力N和磁场的洛仑兹力:f=qvB…①

式中v为小球运动的速率.洛仑兹力f的方向指向O′.

根据牛顿第二定律:cosα-mg=0…②

f-sinα=m…③

由①②③式得:v2-v+=0…④

由于v是实数,必须满足:△=(2-≥0…⑤

由此得:B≥…⑥

可见,为了使小球能够在该圆周上运动,磁感应强度大小的最小值为:Bmin= …⑦

此时,带电小球做匀速圆周运动的速率为:v=…⑧

由⑦⑧式得:v=sinα

答:磁感应强度大小的最小值,小球P相应的速率sinα.

下一知识点 : 显像管
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