如圖，一“”形絕緣導(dǎo)軌豎直放置，處在水平向右的勻強(qiáng)電場中。左邊的半圓弧與水平桿ab、cd相切于a、c兩點(diǎn)，兩水平桿的高度差為h，桿長為4L，O為ad、bc連線的交點(diǎn)，虛線MN、M′N′的位置如圖，其中aM = MM′= CN = NN′=L，M′b=N′d = 2L。一質(zhì)量為m，帶電量為－q的小球穿在桿上。虛線MN左邊的導(dǎo)軌光滑，虛線MN右邊的導(dǎo)軌與小球之間的動摩擦因數(shù)為。已知：在O處沒有固定點(diǎn)電荷+Q的時(shí)候，將帶電小球自N點(diǎn)由靜止釋放后，小球剛好可到達(dá)a點(diǎn)�，F(xiàn)在O處固定點(diǎn)電荷+Q，并將帶電小球自d點(diǎn)以初速度v0向左瞬間推出。結(jié)果小球可沿桿運(yùn)動到b點(diǎn)。（靜電力恒量為k，重力加速度為g，在運(yùn)動過程中+Q對-q的電場力始終小于小球的重力）求：
   （1）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E；
   （2）運(yùn)動過程中小球所受摩擦力的最大值fm和小球經(jīng)過M′點(diǎn)時(shí)的加速度大小a ；
   （3）使小球能夠運(yùn)動到b點(diǎn)的初速度v0的最小值。
解：（1）由題意有： ∴4分 （2）經(jīng)分析可知：小球經(jīng)過M′點(diǎn)時(shí)，球與軌道之間的彈力最大，所受的滑動摩擦力最大4分小球經(jīng)過M′點(diǎn)時(shí)的加速度大小為：4分 （3）根據(jù)對稱性可知，由d→b，小球克服摩擦力做的功等效為：而電場力做的功為零4分∴初速度v0的最小值應(yīng)滿足：∴4分
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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?商丘二模）如圖所示，將一根絕緣硬金屬導(dǎo)線彎曲成一個(gè)完整的正弦曲線形狀，它通過兩個(gè)小金屬環(huán)a、b與長直金屬桿導(dǎo)通，在外力F作用下，正弦形金屬線可以在桿上無摩擦滑動．桿的電阻不計(jì)，導(dǎo)線電阻為R，ab間距離為2L，導(dǎo)線組成的正弦圖形項(xiàng)部或底部到桿距離都是
L
2
．在導(dǎo)線和桿平面內(nèi)有一有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的寬度為2L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．現(xiàn)在外力F作用下導(dǎo)線沿桿以恒定的速度v向右運(yùn)動，在運(yùn)動過程中導(dǎo)線和桿組成的平面始終與磁場垂直．t=0時(shí)刻導(dǎo)線從O點(diǎn)進(jìn)入磁場，直到全部穿過磁場，外力F所做功為（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2012商丘聯(lián)考）如圖所示，將一根絕緣硬金屬導(dǎo)線彎曲成一個(gè)完整的正弦曲線形狀，它通過兩個(gè)小金屬環(huán)a、b與長直金屬桿導(dǎo)通，在外力F作用下，正弦形金屬線可以在桿上無摩擦滑動。桿的電阻不計(jì)，導(dǎo)線電阻為R，ab間距離為2L，導(dǎo)線組成的正弦圖形項(xiàng)部或底部到桿距離都是L/2。在導(dǎo)線和桿平面內(nèi)有一有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的寬度為2L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B. 現(xiàn)在外力F作用下導(dǎo)線沿桿以恒定的速度v向右運(yùn)動，在運(yùn)動過程中導(dǎo)線和桿組成的平面始終與磁場垂直。t＝0時(shí)刻導(dǎo)線從O點(diǎn)進(jìn)入磁場，直到全部穿過磁場，外力F所做功為

   A.  B． C．       

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科目：高中物理 來源：2013屆山東省濟(jì)寧市泗水一中高三12月月考質(zhì)量檢測物理試卷（帶解析） 題型：單選題

如圖所示，將一根絕緣硬金屬導(dǎo)線彎曲成—個(gè)完整的正弦曲線形狀，它通過兩個(gè)小金屬環(huán)a、b與長直金屬桿導(dǎo)通，在外力F作用下，正弦形金屬線可以在桿上無摩擦滑動。桿的電阻不計(jì)，導(dǎo)線電阻為R，ab間距離為2L，導(dǎo)線組成的正弦圖形頂部或底部到桿距離都是L／2。在導(dǎo)線和桿平面內(nèi)有一有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的寬度為2L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。現(xiàn)在外力F作用下導(dǎo)線沿桿以恒定的速度v向右運(yùn)動，在運(yùn)動過程中導(dǎo)線和桿組成的平面始終與磁場垂直。t="0" 時(shí)刻導(dǎo)線從O點(diǎn)進(jìn)入磁場，直到全部穿過磁場，外力F所做功為（   ）

A．
B．
C．
D．

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科目：高中物理 來源：2012年浙江省杭州市高三3月月考物理卷 題型：選擇題

如圖所示，將一根絕緣硬金屬導(dǎo)線彎曲成一個(gè)完整的正弦曲線形狀，它通過兩個(gè)小金屬環(huán)與長直金屬桿導(dǎo)通，在外力 F作用下，正弦形金屬線可以在桿上無摩擦滑動。桿的電阻不計(jì)，導(dǎo)線電阻為R，ab間距離為2L，導(dǎo)線組成的正弦圖形頂部或底部到桿距離都是d。在導(dǎo)線和桿平面內(nèi)有一有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的寬度為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B�，F(xiàn)在外力F作用下導(dǎo)線沿桿以恒定的速度v向右運(yùn)動，t＝0時(shí)刻導(dǎo)線從O點(diǎn)進(jìn)入磁場，直到全部穿過過程中，外力F所做功為(     )

 

A．      B．     C．      D．

 

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科目：高中物理 來源：2010-2011學(xué)年河南省商丘市高三第二次模擬考試?yán)砜莆锢砭?/span> 題型：選擇題

如圖所示，將一根絕緣硬金屬導(dǎo)線彎曲成一個(gè)完整的正弦曲線形狀，它通過兩個(gè)小金屬環(huán)a、b與長直金屬桿導(dǎo)通，在外力F作用下，正弦形金屬線可以在桿上無摩擦滑動。桿的電阻不計(jì)，導(dǎo)線電阻為R，ab間距離為2L，導(dǎo)線組成的正弦圖形項(xiàng)部或底部到桿距離都是L／2。在導(dǎo)線和桿平面內(nèi)有一有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的寬度為2L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B. 現(xiàn)在外力F作用下導(dǎo)線沿桿以恒定的速度v向右運(yùn)動，在運(yùn)動過程中導(dǎo)線和桿組成的平面始終與磁場垂直。t＝0時(shí)刻導(dǎo)線從O點(diǎn)進(jìn)入磁場，直到全部穿過磁場，外力F所做功為

   A．       B．         C．        D．

 

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