【題目】如圖所示，位于豎直平面上的半徑為R的圓形光滑絕緣軌道，其上半部分處于豎直向下、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中；下半部分處于水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。質(zhì)量為m，帶正電荷量為q的小球，從軌道水平直徑的M端由靜止釋放，若小球第一次通過最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為零，求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小及運(yùn)動(dòng)過程中小球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)的最大壓力；

（2）若要小球在圓形軌道內(nèi)作完整的圓周運(yùn)動(dòng)，小球從軌道水平直徑的M端下滑所需的最小速度。

【答案】（1） 豎直向下（2）

【解析】

(1)小球在通過最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為零，由此可知，在最低點(diǎn)時(shí)洛倫茲力和重力的合力恰好作為圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，根據(jù)向心力的公式即可以求得磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；

當(dāng)小球反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球受到的洛倫茲力的反向反向，在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)小球受力分析，由向心力的公式可以求得小球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)的最大壓力；

(2)在最高點(diǎn)時(shí)，小球的重力和電場(chǎng)力作為圓周運(yùn)動(dòng)的向心力的大小，從M點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理可以求得小球從軌道的水平直徑的M端下滑的最小速度。

(1) 設(shè)小球向右通過最低點(diǎn)時(shí)的速率為v，由題意得：mgR=

qBv-mg=

解得：

小球向左通過最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力最大

FN-mg-qBv=

解得：FN=6mg，方向豎直向下；

(2) 要小球完成圓周運(yùn)動(dòng)的條件是在最高點(diǎn)滿足：

從M點(diǎn)到最高點(diǎn)由動(dòng)能定理得：

-mgR-qER=

由以上各式解得：。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一平直公路上有三個(gè)路標(biāo)o、m、n，且om =3 m、mn =5m。一輛汽車在該路段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)依次通過o、m、n三個(gè)路標(biāo)，已知汽車在相鄰兩路標(biāo)間的速度增加量相同，均為△v =2 m/s，則下列說法中正確的是( )

A. 汽車在om段的平均速度大小為4m/s

B. 汽車從m處運(yùn)動(dòng)到n處的時(shí)間為2 s

C. 汽車經(jīng)過o處時(shí)的速度大小為1 m/s

D. 汽車在該路段行駛的加速度大小為2 m/s2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，邊長(zhǎng)為 l，質(zhì)量為 m的等邊三角形導(dǎo)線框用絕緣細(xì)線懸掛于天花板，導(dǎo)線框中通以逆時(shí)針方向的電流。圖中虛線過ab邊中點(diǎn)和ac邊中點(diǎn)，在虛線的下方為垂直于導(dǎo)線框向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。此時(shí)導(dǎo)線框處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)線中的拉力為F1；保持其它條件不變，現(xiàn)將虛線下方的磁場(chǎng)移至虛線上方，此時(shí)細(xì)線中拉力為F2。則導(dǎo)線框中的電流大小為（ ）

A.

B.

C.

D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在絕緣的斜面上方，存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向平行于斜面向上，斜面上的帶電屬塊在平行于斜面的力F作用下沿斜面移動(dòng)。已知金屬塊在移動(dòng)的過程中，力F做功32J，金屬塊克服電場(chǎng)力做功8J，金屬塊克服摩擦力做功16J，重力勢(shì)能增加18J，則在此過程中

A. 金屬塊的動(dòng)能減少10J

B. 系統(tǒng)的電勢(shì)能增加24J

C. 金屬塊的機(jī)械能減少24J

D. 系統(tǒng)的重力勢(shì)能與電勢(shì)能之和增加26J

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平圓盤上放有質(zhì)量分別為m、m、2m的可視為質(zhì)點(diǎn)的三個(gè)物體A、B、C,圓盤可繞垂直圓盤的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng).三個(gè)物體與圓盤的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 ,最太靜摩擦力認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力.三個(gè)物體與軸O共線且OA=OB=BC=r=0.2m，現(xiàn)將三個(gè)物體用輕質(zhì)細(xì)線相連，保持細(xì)線伸直且恰無(wú)張力.若圓盤從靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度極其緩慢地增大，已知重力加速度為g=10m/s2,則對(duì)于這個(gè)過程，下列說法正確的是( )

A. A、B兩個(gè)物體同時(shí)達(dá)到最大靜摩擦力

B. B、C兩個(gè)物體的靜摩擦力先增大后不變

C. 當(dāng)時(shí)整體會(huì)發(fā)生滑動(dòng)

D. 當(dāng) 時(shí)，在增大的過程中B、C間的拉力不斷增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示(實(shí)線),以下說法正確的是( )

A. 點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)

B. 和處在同一等勢(shì)面上

C. 若將一試探電荷由點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn),電荷的電勢(shì)能將增大

D. 若某一點(diǎn)電荷只在電場(chǎng)力的作用下沿虛線由點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn),可判斷該電荷一定帶負(fù)電

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】建筑工地通過吊車將物體運(yùn)送到高處。簡(jiǎn)化后模型如圖所示，直導(dǎo)軌ABC與圓弧形導(dǎo)軌CDE相連接，D為圓弧最高點(diǎn)，整個(gè)裝置在豎直平面內(nèi)，吊車先加速?gòu)?/span>A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，再勻速率通過CDE。吊車經(jīng)過B、D處時(shí)，關(guān)于物體M受力情況的描述正確的是（ ）

A. 過B點(diǎn)時(shí)，處于超重狀態(tài)，摩擦力水平向左

B. 過B點(diǎn)時(shí)，處于超重狀態(tài)，摩擦力水平向右

C. 過D點(diǎn)時(shí)，處于失重狀態(tài)，一定受摩擦力作用

D. 過D點(diǎn)時(shí)，處于失重狀態(tài)，底板支持力一定為零

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)有矩形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。一個(gè)三角形閉合導(dǎo)線框，由位置1(左)沿紙面勻速運(yùn)動(dòng)到位置2(右)。取線框剛到達(dá)磁場(chǎng)邊界的時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)(t=0)，規(guī)定逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较�，則下圖中能正確反映線框中電流與時(shí)間關(guān)系的是(　 )

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

（1）該同學(xué)開始實(shí)驗(yàn)時(shí)情形如圖甲所示，接通電源釋放紙帶．請(qǐng)指出該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中存在的兩處明顯錯(cuò)誤或不當(dāng)?shù)牡胤剑?/span>

①___________________；②___________________。

（2）該同學(xué)經(jīng)修改錯(cuò)誤并正確操作，讓質(zhì)量為1 kg的重錘下落，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄運(yùn)動(dòng)過程，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源為頻率是50 Hz的交變電源，紙帶打點(diǎn)如圖乙所示。

紙帶上O點(diǎn)為重錘自由下落時(shí)的打點(diǎn)起點(diǎn)（O、A間有點(diǎn)未畫出），選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D依次間隔一個(gè)點(diǎn)（圖中未畫出），各計(jì)數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)距離如圖乙所示，單位為mm，重力加速度為9.8 m/s2，則：（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

根據(jù)紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B點(diǎn)時(shí)，重錘速度vB=________，重錘動(dòng)能EkB=________，從開始下落算起，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄B點(diǎn)時(shí)，重錘勢(shì)能減少量為________。由此可以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：________________。

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