15．如圖所示，半徑為R的光滑半圓弧絕緣軌道固定在豎直面內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直于軌道平面向里．一可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為m、電荷量為q（q＞0）的小球由軌道左端A無初速滑下，當(dāng)小球滑至軌道最低點(diǎn)C時(shí)，給小球再施加一始終水平向右的外力F，使小球能保持不變的速率滑過軌道右側(cè)的D點(diǎn)．若小球始終與軌道接觸，重力加速度值為g，則下列判斷正確的是（　�。�
A．小球在C點(diǎn)受到的洛倫茲力大小為qB$\sqrt{2gR}$
B．小球在C點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小為3mg+qB$\sqrt{2gR}$
C．小球從C到D的過程中，外力F的大小保持不變
D．小球從C到D的過程中，外力F的功率逐漸增大

分析 洛倫茲力的方向指向圓心，不改變速度的大小，根據(jù)動(dòng)能定理求出到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度．根據(jù)牛頓第二定律，徑向的合力提供向心力，求出軌道對(duì)小球的支持力．

解答 解：A、因?yàn)槁鍌惼澚κ冀K對(duì)小球不做功，故洛倫茲力不改變小球速度的大小，從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中只有重力做功，根據(jù)動(dòng)能定理得：mgR=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，解得：v=$\sqrt{2gR}$．故小球在C點(diǎn)受到的洛倫茲力大小為f=qBv=qB$\sqrt{2gR}$．故A正確；
B、由左手定則可知，小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)若受到的洛倫茲力的方向向上，則有：N+qvB-mg=$\frac{m{v}^{2}}{R}$，解得：N=3mg-qvB，故B錯(cuò)誤；
C、小球從C到D的過程中，洛倫茲力和支持力沿水平方向的分力增大，所以水平外力F的增大．故C錯(cuò)誤；
D、小球從C到D的過程中小球的速率不變，而洛倫茲力和支持力不做功，所以小球的動(dòng)能不變，拉力F的功率與重力的功率大小相等，方向相反．由運(yùn)動(dòng)的合成與分解可知，小球從C向D運(yùn)動(dòng)的過程中，豎直方向的分速度越來越大，所以重力的功率增大，所以外力F的功率也增大．故D正確．
故選：AD

點(diǎn)評(píng) 本題考查帶電粒子在混合場中的運(yùn)動(dòng)，綜合運(yùn)用了動(dòng)能定理和牛頓第二定律，關(guān)鍵是受力分析，運(yùn)用合適的規(guī)律進(jìn)行解題．

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：選擇題

5．在某次籃球比賽中，運(yùn)動(dòng)員罰球投籃過程中對(duì)籃球做功為W，出手高度為h1，籃筐距地面高度為h2（h2＞h1），球的質(zhì)量為m，不計(jì)空氣阻力，則籃球進(jìn)筐時(shí)的動(dòng)能為（　　）
A．W+mgh1-mgh2B．W+mgh2-mgh1C．mgh1+mgh2-WD．mgh2-mgh1-W

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

6．如圖所示，在絕緣水平面上，相距為L的A、B兩點(diǎn)分別固定著等量正點(diǎn)電荷．O為AB連線的中點(diǎn)，C、D是AB連線上兩點(diǎn)，其中AC=CO=OD=DB=$\frac{L}{4}$．一質(zhì)量為m電量為+q的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）以初動(dòng)能E0從C點(diǎn)出發(fā)，沿直線AB向D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，滑塊第一次經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為3E0，到達(dá)D點(diǎn)時(shí)動(dòng)能恰好為零，小滑塊最終停在O點(diǎn)，則下列說法正確的是（　�。�
A．小滑塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{2{E}_{0}}{mgL}$
B．C、O兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UCO=$\frac{5{E}_{0}}{2q}$
C．C、O兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UCO=$\frac{{E}_{0}}{2q}$
D．小滑塊運(yùn)動(dòng)的總路程s=$\frac{7L}{4}$

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

3．王飛同學(xué)在用一根彈簧制作彈簧測力計(jì)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在彈簧的下端掛不同重力的鉤碼，對(duì)應(yīng)的彈簧的長度也不同．具體數(shù)據(jù)見下表．請(qǐng)你分析表中這些實(shí)驗(yàn)數(shù)裾．你得到的一個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：
彈簧的伸長量與彈力成正比；彈簧的原長為23cm．
鉤碼重力G/N12345
彈簧長度/cm2527293133

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

10．下列物理量都是矢量的是（　　）
A．力、位移、速度B．速度、加速度、時(shí)間
C．力、速度、溫度D．質(zhì)量、時(shí)間、加速度

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

20．下列說法正確的是（　�。�
A．所有電荷在電場中都要受到電場力的作用
B．所有電荷在磁場中都要受到磁場力的作用
C．一切運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中都要受到磁場力的作用
D．靜止的電荷在磁場中可能會(huì)受磁場力的作用

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

7．如圖1所示，為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量及小車（包含發(fā)射器）和砝碼的質(zhì)量對(duì)應(yīng)關(guān)系圖．鉤碼的質(zhì)量為m1，小車和砝碼的質(zhì)量為m2，重力加速度為g．

（1）下列說法正確的是D．
A．每次在小車上加減砝碼時(shí)，應(yīng)重新平衡摩擦力
B．實(shí)驗(yàn)時(shí)若用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)先釋放小車后接通電源
C．本實(shí)驗(yàn)m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1
D．在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)作a-$\frac{1}{{m}_{2}}$圖象
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，測得F=m1g，作出a-F圖象，他可能作出圖2中丙 （選填“甲”、“乙”、“丙”）圖線．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是C．
A．小車與軌道之間存在摩擦          B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C．砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量太大        D．所用小車的質(zhì)量太大
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)遺漏了平衡摩擦力這一步驟，若軌道水平，他測量得到的$\frac{1}{{m}_{2}}$-a圖象，如圖3．設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，則小車與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{gk}$，鉤碼的質(zhì)量m1=$\frac{1}{gk}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

4．一個(gè)矩形線框在一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場中繞對(duì)稱軸以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸恰與磁場的邊界重合，如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線框的長邊長為L，短邊長為0.6L，線框總電阻為R，以線圈經(jīng)過圖示的位置開始計(jì)時(shí)，并規(guī)定電流方向沿a→b→c→d→a為正方向，試：
（1）寫出線框中的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化關(guān)系的表達(dá)式；
（2）作出線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

5．如圖（甲）所示，物體原來靜止在水平面上，今用一水平外力F拉物體，在外力F從0開始逐漸增大的過程中，物體先靜止后做變加速運(yùn)動(dòng)，其加速度a隨外力F變化的圖象如圖（乙）所示．根據(jù)圖（乙）中所標(biāo)示數(shù)據(jù)可計(jì)算出（　�。�
A．物體的質(zhì)量B．物體與水平面之間的滑動(dòng)摩擦力
C．物體與水平之間的最大靜摩擦力D．在外力F為14N時(shí)，物體的速度最大

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