20．如圖所示，帶電平行板中勻強電場方向豎直向上，勻強磁場方向垂直紙面向里．一帶電小球從光滑絕緣軌道上的a點自由滑下，經(jīng)過軌道端點P進入極板間后恰好沿水平方向做直線運動，現(xiàn)使小球從較低的b點開始滑下，經(jīng)P點進入極板間后，說法正確的是（　�。�
A．在開始一段時間內(nèi)，其動能將會增大
B．在開始一段時間內(nèi)，其電勢能將會增大
C．若板間的勻強電場和勻強磁場范圍足夠大，小球始終克服電場力做功
D．若板間的勻強電場和勻強磁場范圍足夠大，小球所受的洛倫茲力將一直增大

分析 小球從P點進入平行板間后做直線運動，對小球進行受力分析得小球共受到三個力作用：恒定的重力G、恒定的電場力F、洛倫茲力f，這三個力都在豎直方向上，小球在水平直線上運動，所以可以判斷出小球受到的合力一定是零，即小球一定是做勻速直線運動，洛倫茲力和電場力同向，故都向上；減小入射速度后，洛倫茲力減小，合力向下，故向下偏轉(zhuǎn)．

解答 解：A、根據(jù)題意分析得：小球從a點由靜止滑下，從P點進入平行板間后做直線運動，小球共受到三個力作用：重力G、電場力F、洛倫茲力f，這三個力都在豎直方向上，小球在水平直線上運動，所以可以判斷出小球受到的合力一定是零，則小球一定做勻速直線運動，由左手定則知洛倫茲力和電場力同向，根據(jù)平衡條件可知洛倫茲力和電場力都向上，所以粒子帶正電．
如果小球從比a點稍低的b點下滑到從P點進入平行板間，則小球到達P點的速度會變小，洛倫茲力f會減小，而重力G和電場力F不變，小球?qū)⑾蛳缕D(zhuǎn)，電場力與重力的合力向下，且它們的合力對小球做正功，動能增大，故A正確．
B、電場力的方向向上，而小球在卡薩丁一段時間內(nèi)向下偏轉(zhuǎn)，所以電場力做負(fù)功．小球的電勢能增大．故B正確；
C、D、由于小球從較低的b點開始滑下后減小入射磁場的速度，洛倫茲力相對減小，合力向下，故向下偏轉(zhuǎn)，豎直方向的速度增加，所以動能將會增大，導(dǎo)致洛倫茲力也會增大．
當(dāng)向下的分速度并不能無限增大，在增大的過程中隨速度的增大洛倫茲力也增大，所以豎直方向的分速度先增大后減小，小球的合速度也是先增大后減小，則洛倫茲力先增大后減小．當(dāng)小球在最低點時的速度最大，洛倫茲力最大，之后小球向上偏轉(zhuǎn)，動能減小，同時電場力開始做正功．故C錯誤，D錯誤；
故選：AB

點評 本題關(guān)鍵先分析出小球原來受力平衡，然后再抓住洛侖茲力變化后，分析小球的運動情況，明確各種功與能的關(guān)系，從而進行功能關(guān)系分析．
在解答時要注意該圖中小球向下的運動有最低點的問題，存在極值條件，這是容易錯誤的地方．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

1．水平桌面上有兩個玩具小車A和B，兩者用一輕質(zhì)細(xì)橡皮筋相連，在橡皮筋上有一紅色標(biāo)記在初始時橡皮筋處于拉直狀態(tài)，A、B和R分別位于直角坐標(biāo)系中的（0，2L）、（0，一I）和（0，0）點，己知A從靜止開始沿y正方向做加速度大小為a的勻加速運動；B平行于x軸朝x軸正方向以速度υ0勻速運動．（假定橡皮筋的伸長是均勻的，即在橡皮條仲長過程中，AR與BR 長度的比值保持不變）．求R的軌跡方程并說明R點的運動性質(zhì)．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

11．如圖（甲）的演示實驗，在上下面都是金屬板的玻璃盒內(nèi)，放了許多用錫箔紙揉成的小球，當(dāng)上下板間加上電壓后，小球就上下不停地跳動．

現(xiàn)取以下簡化模型進行定量研究：
如圖（乙）所示，電容為C的平行板電容器的極板A和B水平放置，相距為d，與電動勢為E、內(nèi)阻可不計的電源相連．設(shè)兩板之間只有一個質(zhì)量為m的導(dǎo)電小球，小球可視為質(zhì)點．假設(shè)小球與極板發(fā)生碰撞后，小球的速度立即變?yōu)榱悖瑤щ娗闆r也立即改變，小球所帶電荷符號與該極板相同，電量為極板電量的k倍（k＜＜1）．不計帶電小球?qū)O板間勻強電場的影響．重力加速度為g．
（1）欲使小球能夠不斷地在兩板間上下往返運動，電動勢E至少應(yīng)大于多少？
（2）設(shè)上述條件已滿足在較長的時間間隔T內(nèi)小球做了很多次往返運動．求：
①在T時間內(nèi)小球往返運動的次數(shù)；
②在T時間內(nèi)電源輸出的平均功率．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

8．用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．實驗所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開始落下，重錘上拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，已知重力加速度為g，即可驗證機械能守恒定律．
①下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器件；
B．將打點計時器接到電源的直流輸出端上；
C．用天平測量出重錘的質(zhì)量；
D．先釋放懸掛紙帶的夾子，然后接通電源開關(guān)打出一條紙帶；
E．測量打出的紙帶上某些點之間的距離；
F．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能在誤差范圍內(nèi)是否等于增加的動能．
其中沒有必要或操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是BCD（填寫選項對應(yīng)的字母）
②如圖2所示是實驗中得到一條紙帶，將起始點記為O，并在離O點較遠的任意點依次選取6個連續(xù)的點，分別記為A、B、C、D、E、F，量出與O點的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5、h6，使用交流電的周期為T，設(shè)重錘質(zhì)量為m，則在打E點時重錘的動能為$\frac{m（{h}_{6}-{h}_{4}）^{2}}{8{T}^{2}}$，在打O點和E點這段時間內(nèi)的重力勢能的減少量為mgh5．
③在本實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘減少的重力勢能總是大于（填“大于”或“小于”）重錘增加的動能，主要是因為在重錘下落過程中存在著阻力的作用，為了測定阻力大小，可算出②問中紙帶各點對應(yīng)的速度，分別記為v1至v0，并作v${\;}_{n}^{2}$-hn圖象，如圖3所示，直線斜率為k，則可測出阻力大小為$m（g-\frac{k}{2}）$．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

15．學(xué)校實驗室購買了一捆標(biāo)稱長度為100m的銅導(dǎo)線，某同學(xué)想通過實驗測定其實際長度，該同學(xué)首先測得導(dǎo)線橫截面積為1.0mm2，查得銅的電阻率為1.7×10-8Ω•m，再利用圖甲所示電路測出銅導(dǎo)線的電阻Rx，從而確定導(dǎo)線的實際長度．

可供使用的器材有：
電流表：量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω
電壓表：量程3V，內(nèi)阻約為9kΩ
滑動變阻器R1：最大阻值5Ω
滑動變阻器R2：最大阻值20Ω
定值電阻：R0=3Ω
電源：電動勢6V，內(nèi)阻可不計，開關(guān)、導(dǎo)線若干．
回答下列問題：
（1）實驗中滑動變阻器應(yīng)選R2（選填“R1”或“R2”），閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至a（選填“a”或“b”）端．
（2）在實物圖丙中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接．
（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50A，電壓表示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為2.30V．
（4）根據(jù)電路圖用公式Rx=ρ$\frac{l}{S}$和Rx=$\frac{U}{I}-{R_0}$，可求得導(dǎo)線實際長度為94m．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

5．用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．實驗所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．現(xiàn)讓重錘從高處由靜止開始落下，重錘上拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點，對紙帶上的點的痕跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律．
（1）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器件．
B．將打點計時器接到電源的直流輸出端上．
C．用天平測量出重錘的質(zhì)量．
D．先打開懸掛紙帶的夾子，后接通電源開關(guān)打出一條紙帶．
E．測量打出的紙帶上某些點之間的距離．
F．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．
指出其中沒有必要進行的操作或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E，將其選項對應(yīng)的字母填在下面的空行內(nèi)．B、C、D．
（2）實驗小組選出一條紙帶如圖乙所示，其中O點為打點計時器打下的第一個點，A、B、C為三個計數(shù)點，在計數(shù)點A和B、B和C之間還各有一個點，測得h1=12.01cm，h2=20.20cm，h3=27.86cm．打點計時器通以50Hz的交流電．根據(jù)以上數(shù)據(jù)算出：當(dāng)打點計時器打到B點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了1.98mJ；此時重錘的動能比開始下落時增加了1.96mJ，（重錘質(zhì)量為m kg，g取9.8m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

12．在驗證機械能守恒定律的實驗中，質(zhì)量為m=1.00kg的重物自由下落，在紙帶上打出了一系列的點，如圖所示，O為第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點（其他點未畫出）．已知打點計時器每隔0.02s打一次點，g取9.8m/s2．求：
（1）該實驗所需器材有打點計時器（帶導(dǎo)線）、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需BD（填字母代號）中的器材．
A．直流電源               B．交流電源
C．秒表                   D．毫米刻度尺
（2）紙帶的左端（選填“左”或“右“）與重物相連；
（3）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點和B點來驗證機械能守恒定律；
（4）打點計時器打下記數(shù)點B時，物體的速度VB=1.92 m/s（保留三位有效數(shù)字）；
（5）從點O到打下記數(shù)點B的過程中，物體重力勢能的減小量△EP=1.88 J，動能的增加量△EK=1.84J（保留三位有效數(shù)字）；
（6）根據(jù)題中提供的條件，可求出重錘實際下落的加速度a=9.50 m/s2．（保留三位有效數(shù)字）
（7）即使在實驗操作規(guī)范，數(shù)據(jù)測量及數(shù)據(jù)處理很準(zhǔn)確的前提下，該實驗測得的△EP 也一定略大于△EK，這是實驗存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果，試分析該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因為重錘下落過程中受到阻力的作用，機械能有損失．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

9．如圖所示是電場中某區(qū)域的電場線分布，a、b是電場中的兩點，則（　�。�
A．正電荷放在a點靜止釋放，僅在電場力作用下運動的軌跡與電場線重合
B．電荷在a點受到電勢能必定大于在b點的電勢能
C．同一點電荷放在a點受到的電場力比放在b點時受到電場力小
D．a點的電場強度較大

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

10．卡車以v0=10m/s的速度在平直公路上勻速行駛，因為道口出現(xiàn)紅燈，司機從較遠的地方開始剎車，使卡車減速前進，當(dāng)速度減至v=2m/s時，交通信號燈轉(zhuǎn)為綠燈，司機當(dāng)即放開剎車，并且只用了原來一半的時間就加速到了原來的速度．已知從剎車開始到汽車恢復(fù)到原來的速度，整個過程用時t=12s，司機的反應(yīng)時間忽略不計，求：
（1）卡車減速所用的時間t1和加速所用的時間t2．
（2）卡車減速時的加速度a1與加速時的加速度a2．

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同步練習(xí)冊答案