一個(gè)質(zhì)量為m，電量為+q的小球套在絕緣長(zhǎng)桿上，球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)電場(chǎng)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)互相垂直的復(fù)合場(chǎng)中，如圖所示．若已知電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，由靜止開(kāi)始釋放小球，求：
（1）當(dāng)桿對(duì)球的支持力為零時(shí)，小球的速度和加速度各為多大？
（2 ） 小球加速度多大時(shí)，速度最大？最大速度是多少？
分析：先對(duì)小球進(jìn)行受力分析，結(jié)合洛倫茲力的公式求小球的速度，然后根據(jù)牛頓第二定律求加速度；
當(dāng)小球受力平衡時(shí)速度最大．
解答：解：（1）當(dāng)桿對(duì)球的支持力為零時(shí)有：
qvB=mg
小球的速度為：v=
mg
qB
 
小球的加速度為：a=
qE
m
 
（2 ） 小球加速度a=0時(shí)，速度最大，此時(shí)有：
qE=μ（qVmB-mg） 
最大速度為：Vm=
(mg+
qE
μ
)
Bq
 
答：（1）當(dāng)桿對(duì)球的支持力為零時(shí)，小球的速度為
mg
qB
，加速度為
qE
m
．
（2 ） 小球加速度為0時(shí)時(shí)，速度最大，最大速度是度為
(mg+
qE
μ
)
Bq
．
點(diǎn)評(píng)：考查如何對(duì)物體受力分析，理解牛頓第二定律的應(yīng)用，抓住滑動(dòng)摩擦力等于零時(shí)，加速度最大．而合力為零時(shí)，速度最大．注意洛倫茲力與速度的存在緊密聯(lián)系．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，電場(chǎng)區(qū)寬度為L(zhǎng)，豎直方向足夠長(zhǎng)，緊挨著電場(chǎng)的是垂直紙面向外的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B和2B．一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的帶正電的粒子（不計(jì)重力）從電場(chǎng)的邊界MN上的a點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng)，經(jīng)過(guò)tB=πm/4qB 時(shí)間穿過(guò)中間磁場(chǎng)，進(jìn)入右邊磁場(chǎng)，然后按某一路徑再返回到電場(chǎng)的邊界MN上的某一點(diǎn)b（虛線為場(chǎng)區(qū)的分界面），求：
（1）中間磁場(chǎng)的寬度d
（2）帶電粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)共經(jīng)歷的時(shí)間tab．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，傾角為a的光滑斜面下端固定一絕緣輕彈簧，M點(diǎn)固定一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為-q的小球Q，整個(gè)裝置處在電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E、方向沿斜面向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．現(xiàn)把一個(gè)帶電量為+q的小球P從N點(diǎn)由靜止釋放，釋放后P沿著斜面向下運(yùn)動(dòng)，N點(diǎn)與彈簧的上端和M的距離均為s0，P、Q以及彈簧的軸線ab與斜面平行，兩小球均可視為質(zhì)點(diǎn)和點(diǎn)電荷，彈簧的勁度系數(shù)為k0，靜電力常量為k．則（　　）
A、小球P返回時(shí)，可能撞到小球Q
B、小球P在N點(diǎn)的加速度大小為
qE
m
+gsina-k
q2
ms02
C、小球P沿著斜面向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其電勢(shì)能可能增大
D、當(dāng)彈簧的壓縮量為
qE+mgsinα
k0
時(shí)，小球P的速度最大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，場(chǎng)區(qū)寬度為L(zhǎng)，豎直方向足夠長(zhǎng)．緊挨著電場(chǎng)的是垂直于紙面向外的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B和2B．一個(gè)質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子，其重力不計(jì)，從電場(chǎng)的邊界MN上的a點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間tB＝穿過(guò)中間磁場(chǎng)，進(jìn)入右邊磁場(chǎng)后能按某一路徑再返回到電場(chǎng)的邊界MN上的某一點(diǎn)b，途中虛線為場(chǎng)區(qū)的分界面．求：

(1)中間場(chǎng)區(qū)的寬度d；

(2)粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間tab；

(3)當(dāng)粒子第n次返回電場(chǎng)的MN邊界時(shí)與出發(fā)點(diǎn)之間的距離sn．

 

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，場(chǎng)區(qū)寬度為L(zhǎng)，緊挨著電場(chǎng)的是垂直紙面向外的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B和2B，三個(gè)場(chǎng)的豎直方向均足夠長(zhǎng)。一個(gè)質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子，其重力不計(jì)，從電場(chǎng)的邊界MN上的a點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)人磁場(chǎng)，穿過(guò)中間磁場(chǎng)所用的時(shí)間t0=，進(jìn)入右邊磁場(chǎng)后能按某一路徑再返回到電場(chǎng)的邊界MN上的某一點(diǎn)b，途中虛線為場(chǎng)區(qū)的分界面。求：

（1）中間場(chǎng)區(qū)的寬度d；

（2）粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t；

（3）當(dāng)粒子第n次返回電場(chǎng)的MN邊界時(shí)與出發(fā)點(diǎn)之間的距離Sn。

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2010年江蘇省蘇州市高三上學(xué)期摸底考試物理試題 題型：計(jì)算題

如圖所示，水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，場(chǎng)區(qū)寬度為L(zhǎng)，緊挨著電場(chǎng)的是垂直紙面向外的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B和2B，三個(gè)場(chǎng)的豎直方向均足夠長(zhǎng)。一個(gè)質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子，其重力不計(jì)，從電場(chǎng)的邊界MN上的a點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)人磁場(chǎng)，穿過(guò)中間磁場(chǎng)所用的時(shí)間t0=，進(jìn)入右邊磁場(chǎng)后能按某一路徑再返回到電場(chǎng)的邊界MN上的某一點(diǎn)b，途中虛線為場(chǎng)區(qū)的分界面。求：

（1）中間場(chǎng)區(qū)的寬度d；

（2）粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t；

（3）當(dāng)粒子第n次返回電場(chǎng)的MN邊界時(shí)與出發(fā)點(diǎn)之間的距離Sn。

 

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