如圖所示，豎直放置的金屬薄板M、N間距為d．絕緣水平直桿左端從N板中央的小孔穿過，與M板固接，右端處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中．質(zhì)量為m、帶電量為+q的中空小球P，套在水平直桿上，緊靠M板放置，與桿的動摩擦因數(shù)為μ．當(dāng)在M、N板間加上適當(dāng)?shù)碾妷篣后，P球?qū)⒀厮街睏U從N板小孔射出，試問：
（1）此時(shí)M、N哪個(gè)板的電勢高？它們間的電勢差必須大于多少？
（2）若M、N間電壓時(shí)，小球能沿水平直桿從N板中央小孔射入磁場，則射入的速率多大？若磁場足夠大，水平直桿足夠長，則小球在磁場中運(yùn)動的整個(gè)過程中，摩擦力對小球做多少功？
（1）（8分）
若要小球P沿水平直桿從板間射出，必須使M板電勢高于N板電勢。    2分
小球P能沿水平直桿從板間射出，必須使電場力大于小球所受的摩擦力，即
                 2分
                    2分
故             2分
即M板電勢至少比N板高
（2）（10分）
設(shè)P球射出電場時(shí)的速率為，由動能定理得：
                                    2分
即 
解得：                                  2分
小球P射入磁場后受到豎直向上的洛倫茲力作用，可能出現(xiàn)三種情況。
Ⅰ．，則小球不受摩擦力，做勻速直線運(yùn)動。故摩擦力做功為零。1分
Ⅱ．，則直桿對小球有向下的壓力，小球受摩擦力減速，當(dāng)減速到洛侖茲力與重力大小相等后做勻速運(yùn)動。設(shè)小球勻速時(shí)的速度為，則          1分
設(shè)此過程中摩擦力做的功為W，由動能定理得：       1分
即
解得：                                1分
上式中前后兩項(xiàng)顛倒（即功的正負(fù)顛倒的），扣結(jié)論的1分
Ⅲ．，則直桿對小球有向上的支持力，
小球受摩擦力減速，最終速度減為零。 1分
則摩擦力所做的功
解得：                                    1分
功的正負(fù)顛倒，扣結(jié)論的1分
略
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖16所示，在分別為和的兩個(gè)相鄰的條形區(qū)域中分別有勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁場方向垂直于紙面向里，電場方向與電、磁場分界線平行向右。一帶正電的粒子以速率v從磁場區(qū)域的上邊界的P點(diǎn)向下成θ=60º射入磁場，然后以垂直于電、磁場分界線的方向進(jìn)入電場，最后從電場邊界上的Q點(diǎn)射出。已知PQ垂直于電場方向，不計(jì)重力。求電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比，以及粒子在磁場與電場中運(yùn)動的時(shí)間之比。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

電量為q質(zhì)量為m的負(fù)粒子，由靜止從電場邊界上O點(diǎn)進(jìn)入如圖所示的電場、磁場，電場強(qiáng)度為E，磁感強(qiáng)度為B，電場寬度為L，磁場足夠大。（不計(jì)帶電粒子重力）
1）求帶電粒子從O點(diǎn)出發(fā)后第一次到達(dá)電磁場邊界時(shí)的速度；
2）求帶電粒子從O點(diǎn)出發(fā)后到第二次到達(dá)電磁場邊界時(shí)的時(shí)間；
3）求帶電粒子從O點(diǎn)出發(fā)后到第三次到達(dá)電磁場邊界過程中經(jīng)過的路程；
 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

在地面上方的真空室內(nèi)，存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場。已知電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是相同的，電場強(qiáng)度的大小E ="4N/c,B=" 0.15T。今有一個(gè)帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)以v = 20m/s的速度在此區(qū)域內(nèi)沿垂直于電場強(qiáng)度方向做勻速直線運(yùn)動，求此帶電質(zhì)點(diǎn)的電量與質(zhì)量之比q/m以及磁場的所有可能方向。（g=9.8m/s2）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

)如圖為一用來使帶正電的離子加速和偏轉(zhuǎn)裝置的等效模型圖。以y軸為界，左側(cè)為沿x軸正向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E。裝置要求使質(zhì)量為m，電量為q，初速度為0的正離子(不計(jì)重力)從A點(diǎn)釋放后，其運(yùn)動軌跡剛好通過C點(diǎn)，已知A點(diǎn)坐標(biāo)為(－L,0)，C點(diǎn)坐標(biāo)為(L，－2L)。
(1)當(dāng)在y軸右側(cè)加沿y軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場時(shí)，此電場的場強(qiáng)大小為多少？
(2)當(dāng)在y軸右側(cè)加垂直于xy平面(即紙面)的勻強(qiáng)磁場時(shí)，此磁場的方向如何？大小為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

在如圖所示的直角坐標(biāo)系中，一、四象限存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，二、三象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電量為q的帶點(diǎn)粒子從x軸負(fù)半軸上坐標(biāo)為(-x , 0 )的位置出發(fā)開始運(yùn)動，速度大小為v0，方向沿x軸正方向，粒子只受電場和磁場力的作用。若要粒子能夠回到出發(fā)點(diǎn)，電場強(qiáng)度應(yīng)為多大？粒子需多長時(shí)間回到出發(fā)點(diǎn)？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

(20分)如圖所示，在直角坐標(biāo)系xoy的第二象限中，有方向沿x軸正向的勻強(qiáng)電場E；在第一象限中，邊界OM和y軸之間有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，方向與紙面垂直，邊界OM和x軸之間的夾角="37" 0坐標(biāo)系中有a、b、c、d四點(diǎn)，a、b點(diǎn)坐標(biāo)分別為(-L，0)、(0，2L)．現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子(不計(jì)重力)，由a點(diǎn)以v0初速度(方向沿y軸正向)射入電場，依次經(jīng)過6點(diǎn)和c點(diǎn)，最后垂直x軸通過d點(diǎn)．(已知：sin370=0．6，cos370="0." 8)求：
（1）電場強(qiáng)度E的大��；
（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（15分）釷核(230)90Th發(fā)生衰變生成鐳核(226)88Ra并放出一個(gè)粒子．設(shè)該粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q，它進(jìn)入電勢差為U的帶窄縫的平行平板電極S1和S2間電場時(shí)，其速率為v0，經(jīng)電場加速后，沿Ox方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場，Ox垂直平板電極S2，當(dāng)粒子從P點(diǎn)離開磁場時(shí)，其速度方向與Ox方向的夾角θ＝60°，如圖所示，整個(gè)裝置處于真空中．

(1)寫出釷核衰變方程；
(2)求粒子在磁場中沿圓弧運(yùn)動的軌道半徑R；
(3)求粒子在磁場中運(yùn)動所用時(shí)間t.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在虛線方框內(nèi)的空間有方向豎直向下的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一帶電粒子垂直電場和磁場方向飛入場中，恰好做勻速直線運(yùn)動，水平飛離正交電磁場。如果該區(qū)域只有電場，粒子將從a點(diǎn)飛離，穿越場區(qū)的時(shí)間為t1，飛離時(shí)速度大小為v1；如果只有磁場，粒子將從b點(diǎn)飛離，穿越場區(qū)的時(shí)間為t2，飛離時(shí)速度大小為v2，重力忽略不計(jì)，則
A．t1＜t2B．t1＞t2
C．v1＞v2D．v1＜v2

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