【題目】如圖所示，虛線上方有場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向豎直向下，虛線上下有磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向外，ab是一根長(zhǎng)為l的絕緣細(xì)桿，沿電場(chǎng)線放置在虛線上方的場(chǎng)中，b端在虛線上，將一套在桿上的帶正電的小球從a端由靜止釋放后，小球先作加速運(yùn)動(dòng)，后作勻速運(yùn)動(dòng)到達(dá)b端，已知小球與絕緣桿間的動(dòng)摩擦系數(shù)μ=0.3，小球重力忽略不計(jì)，當(dāng)小球脫離桿進(jìn)入虛線下方后，運(yùn)動(dòng)軌跡是半圓，圓的半徑是 ，求帶電小球從a到b運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力所做的功與電場(chǎng)力所做功的比值．

【答案】解：小球在沿桿向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，受力情況如圖，向左的洛侖茲力F，向右的彈力N，向下的電場(chǎng)力qE，向上的摩擦力f

F=Bqv，N=F=Bqv

∴f=μN(yùn)=μBqv

當(dāng)小球作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，qE=f=μBqVb

小球在磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)

又R= ，

解得：vb=

小球從a運(yùn)動(dòng)到b過程中，

由動(dòng)能定理得

所以

答：帶電小球從a到b運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力所做的功與電場(chǎng)力所做功的比值為 ．


【解析】根據(jù)對(duì)研究對(duì)象的受力分析，結(jié)合受力平衡條件，再根據(jù)牛頓第二定律，由洛倫茲力提供向心力，及幾何關(guān)系，可求出小球在b處的速度，并由動(dòng)能定理，即可求解．
【考點(diǎn)精析】利用動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用和洛倫茲力對(duì)題目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮初、末狀態(tài)，沒有守恒條件的限制，也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用時(shí)間的動(dòng)力學(xué)問題，都可以用動(dòng)能定理分析和解答，而且一般都比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械能守恒定律簡(jiǎn)捷；洛倫茲力始終垂直于v的方向，所以洛倫茲力一定不做功．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖為小燈泡的U﹣I圖線，若將該小燈泡與一節(jié)電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，內(nèi)阻r=0.75Ω的干電池組成閉合電路時(shí)，電源的總功率和小燈泡的實(shí)際電功率分別接近以下哪一組數(shù)據(jù)（ ）

A.1.5W，1.0W
B.0.75W，0.5W
C.0.75W，0.75W
D.1.5W，0.75W

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，垂直穿過平面直角坐標(biāo)系的第I象限．一質(zhì)量為m，帶電量為q的粒子以速度V從O點(diǎn)沿著與y軸夾角為30°方向進(jìn)入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)的速度方向平行于x軸，那么（ ）

A.粒子帶正電
B.粒子帶負(fù)電
C.粒子由O到A經(jīng)歷時(shí)間
D.粒子的速度沒有變化

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小張和小明測(cè)繪標(biāo)有“3.8V 0.4A”小燈泡的伏安特性曲線，提供的實(shí)驗(yàn)器材有：

A．電源E（4V，內(nèi)阻約0.4Ω）
B．電壓表V（2V，內(nèi)阻為2kΩ）
C．電流表A（0.6A，內(nèi)阻約0.3Ω）
D．滑動(dòng)變阻器R（0～10Ω）
E．三個(gè)定值電阻（R1=1kΩ，R2=2kΩ，R3=5kΩ）
F．開關(guān)及導(dǎo)線若干
（1）小明研究后發(fā)現(xiàn)，電壓表的量程不能滿足實(shí)驗(yàn)要求，為了完成測(cè)量，他將電壓表進(jìn)行了改裝．在給定的定值電阻中選用（選填“R1”、“R2”或“R3”）與電壓表（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”），完成改裝．
（2）小張選好器材后，按照該實(shí)驗(yàn)要求連接電路，如圖所示（圖中電壓表已經(jīng)過改裝）．閉合開關(guān)前，小明發(fā)現(xiàn)電路中存在兩處不恰當(dāng)?shù)牡胤剑謩e是：①；② ．
（3）正確連接電路后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，電壓表和電流表的示數(shù)改變，但均不能變?yōu)榱悖纱丝梢酝茢嚯娐分邪l(fā)生的故障可能是導(dǎo)線（選填圖中表示導(dǎo)線的序號(hào)）出現(xiàn)了（選填“短路”或“斷路”）．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】物體以速度v勻速通過直線上的A、B兩點(diǎn)間，需時(shí)為t，現(xiàn)在物體由A點(diǎn)靜止出發(fā)，勻加速（加速度為a1）到某一最大速度vm后立即做勻減速運(yùn)動(dòng)（加速度為a2）至B點(diǎn)停下，歷時(shí)為2t，則物體的（ ）

A. vm可為許多值，與a1、a2的大小有關(guān) B. vm只能為v，無論a1、a2為何值

C. a1、a2必須滿足 D. a1、a2必須滿足

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】已知磁敏電阻在無磁場(chǎng)時(shí)電阻很小，有磁場(chǎng)時(shí)電阻變大，并且磁場(chǎng)越強(qiáng)阻值越大。為探測(cè)磁場(chǎng)的有無，利用磁敏電阻作為傳感器設(shè)計(jì)了如圖所示電路。若探測(cè)裝置從無磁場(chǎng)區(qū)進(jìn)入強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r不變，理想電壓表、電流表的示數(shù)將發(fā)生變化，電壓表V1、V2示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別為U1、U2 ， 已知電阻R大于電源內(nèi)阻r，則（ ）

A.電流表A的示數(shù)減小
B.電壓表V1的示數(shù)減小
C.電壓表V2的示數(shù)減小
D.U1大于U2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚�(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系：
先安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙，記下重垂線所指的位置O．

接下來的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，并落在地面上．重復(fù)多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點(diǎn)圈在里面，其圓心就是小球落點(diǎn)的平均位置；
步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣位置B，讓小球1從A點(diǎn)由靜止?jié)L下，使它們碰撞．重復(fù)多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點(diǎn)的平均位置；
步驟3：用刻度尺分別測(cè)量三個(gè)落地點(diǎn)的平均位置M、P、N離O點(diǎn)的距離，即線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度．
（1）對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)操作，下列說法正確的是
A.應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下
B.斜槽軌道必須光滑
C.斜槽軌道末端必須水平
D.小球1質(zhì)量應(yīng)大于小球2的質(zhì)量
（2）上述實(shí)驗(yàn)除需測(cè)量線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度外，還需要測(cè)量的物理量有 ．
A.A，B兩點(diǎn)間的高度差h1
B.B點(diǎn)離地面的高度h2
C.小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2
D.小球1和小球2的半徑r
（3）當(dāng)所測(cè)物理量滿足表達(dá)式（用所測(cè)物理量的字母表示）時(shí)，即說明兩球碰撞遵守動(dòng)量守恒定律．如果還滿足表達(dá)式（用所測(cè)物理量的字母表示）時(shí)，即說明兩球碰撞時(shí)無機(jī)械能損失．
（4）完成上述實(shí)驗(yàn)后，某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)上述裝置進(jìn)行了改造，如圖2所示．在水平槽末端與水平地面間放置了一個(gè)斜面，斜面的頂點(diǎn)與水平槽等高且無縫連接．使小球1仍從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟1和2的操作，得到兩球落在斜面上的平均落點(diǎn)M′、P′、N′．用刻度尺測(cè)量斜面頂點(diǎn)到M′、P′、N′三點(diǎn)的距離分別為l1、l2、l3 ． 則驗(yàn)證兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為（用所測(cè)物理量的字母表示）．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=3V，小燈泡L標(biāo)有“2V、0.4W”，開關(guān)S接l，當(dāng)變阻器調(diào)到R=4Ω時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光；現(xiàn)將開關(guān)S接2，小燈泡L和電動(dòng)機(jī)M均正常工作．則（ ）

A.電源內(nèi)阻為1Ω
B.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為4Ω
C.電動(dòng)機(jī)正常工作電壓為1V
D.電源效率約為93.3%

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩塊相同的玻璃等腰三棱鏡ABC置于空氣中，兩者的AC面相互平行放置，由紅光和藍(lán)光組成的細(xì)光束平行于BC面從P點(diǎn)射入，通過兩棱鏡后，變?yōu)閺腶、b兩點(diǎn)射出的單色光，對(duì)于這兩束單色光（ ）

A.紅光在玻璃中傳播速度比藍(lán)光大
B.從a點(diǎn)射出的為紅光，從b點(diǎn)射出的為藍(lán)光
C.從a、b兩點(diǎn)射出的單色光不平行
D.從a、b兩點(diǎn)射出的單色光仍平行，且平行于BC

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案