分析 (1)小球進入第一象限正交的電場和磁場后,在垂直磁場的平面內(nèi)做圓周運動,說明重力與電場力平衡從而判定小球的電性和電量.
(2)設勻速圓周運動的速度為v、軌道半徑為r由洛倫茲力提供向心力;小球恰能通過半圓軌道的 最高點并沿軌道運動,則應滿足重力和電場力的合力恰好提供向心力,聯(lián)立即可求出P點距坐標原點O至少多高;
(3)小球由O運動到N的過程中由機械能守恒,小球從N點進入電場區(qū)域后,在絕緣光滑水平面上作類平拋運動.根據(jù)運動的類型,寫出相應的公式,就可以求解.
解答 解:(1)小球進入第一象限正交的 電場和磁場后,在垂直磁場的 平面內(nèi)做圓周運動,說明重力與電場力平衡.設小球所帶電荷量為q,則有:
qE=mg
解得:
q=mgE
又電場方向豎直向下,故小球帶負電.
(2)設勻速圓周運動的 速度為v、軌道半徑為r由洛倫茲力提供向心力得:
qBv=mv2r
小球恰能通過半圓軌道的最高點并沿軌道運動,則應滿足:
mg+qE=mv2R
聯(lián)立解得:
r=m√2gRqB
即PO的最小距離為:
y=2r=2m√2gRqB
(3)小球由O運動到N的 過程中設到達N點的速度為vN,由機械能守恒得:
(qE+mg)2R=12mv2N-12mv2
聯(lián)立解得:
vN=√10gR
小球從N點進入電場區(qū)域后,在絕緣光滑水平面上作類平拋運動.設加速度為a,則有:
沿x軸方向有:x=vNt
沿電場方向有:y′=12at2
由牛頓第二定律得:a=qE+mgm=2g
t=√Rg時刻小球距O點為:S=√x2+(y′+2R)2
聯(lián)立解得:S=√19R
答:(1)小球的帶負電,其所帶電荷量q=mgq;
(2)P點距坐標原點O至少為2m√2gRqB;
(3)經(jīng)時間t=√Rg,小球距坐標原點O的距離為√19R.
點評 該題中,設置的情景比較復雜,運動的過程較多,一定要理清運動的過程和各個過程中的受力以及做功的情況,再選擇合適的公式進行解題.
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 重力勢能增加6 J | B. | 電勢能減少3J | C. | 動能增大2 J | D. | 機械能減小4 J |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 脫水過程中,衣物是緊貼桶壁的 | |
B. | 衣服隨桶壁做圓周運動的向心力是摩擦力 | |
C. | 加快脫水桶轉(zhuǎn)動角速度,脫水效果會更好 | |
D. | 靠近中心的衣物脫水效果不如四周的衣物脫水效果好 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | v022g | B. | v024g | C. | √2v04g | D. | v0√22 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 管內(nèi)水銀面比管外水銀面高h | |
B. | B管內(nèi)水銀面比管外高hsinθ | |
C. | B管內(nèi)水銀面比管外低 hcosθ | |
D. | 管內(nèi)封閉氣體的壓強比大氣壓器小hcosθ高水銀柱 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | b位于x軸上方,運動方向向下 | B. | b位于x軸下方,運動方向向上 | ||
C. | a位于x軸上方,運動方向向上 | D. | a位于x軸下方,運動方向向下 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 用GPS定位系統(tǒng)確定汽車位置時,不能把汽車看作質(zhì)點 | |
B. | 做直線運動的物體,其位移大小跟這段時間內(nèi)它通過的路程一定相等 | |
C. | 只要體積小就可以視為質(zhì)點 | |
D. | 若以河為參考系,在順水漂流的船上行走的人可能是靜止的 |
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