如圖所示，一根水平光滑的絕緣直槽軌連接一個豎直放置的半徑為R=0.50m的絕緣光滑槽軌。槽軌處在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T。有一個質(zhì)量m=0.10g、帶電量為q=+1.6×10-3C的小球在水平軌道上向右運(yùn)動。若小球恰好能通過最高點(diǎn)，重力加速度g=10m/s2。求：

（1）小球在最高點(diǎn)所受的洛倫茲力F；
（2）小球的初速度v0。

（1）F=8×10-4N（2）v0=4.58m/s

解析試題分析：（1）設(shè)小球在最高點(diǎn)的速度為v，則由題意和左手定則得：
，方向豎直向上       ………………①
由于小球恰好能通過最高點(diǎn)，由牛頓第二定律有：
                ………………②
聯(lián)解①②代入數(shù)據(jù)得：
F=8×10-4N                   ………………③
（2）由于軌道光滑，且洛倫茲力不做功，由機(jī)械能守恒定律可得：
           ………………④
                  ………………⑤
聯(lián)解④⑤代入數(shù)據(jù)得：
v0=4.58m/s                  ………………⑥
考點(diǎn)：考查了帶電粒子在磁場中的運(yùn)動，牛頓第二定律，機(jī)械能守恒定律

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖甲所示，物體原來靜止在水平面上，用一水平力F拉物體，在F從0開始逐漸增大的過程中，物體先靜止后又做變加速運(yùn)動，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)出的數(shù)據(jù)可計算出(　　)

①物體的質(zhì)量為1 kg�、谖矬w的質(zhì)量為2 kg　③物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.3�、芪矬w與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5

A．①③B．①④
C．②③D．②④

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖，半徑R=0.8m的四分之一圓弧形光滑軌道豎直放置，圓弧最低點(diǎn)D與長為L的水平面相切于D點(diǎn)，質(zhì)量M=1.0kg的小滑塊A從圓弧頂點(diǎn)C由靜止釋放，到達(dá)最低點(diǎn)D點(diǎn)后，與D點(diǎn)m=0.5kg的靜止小物塊B相碰，碰后A的速度變?yōu)関A="2.0" m/s，仍向右運(yùn)動．已知兩物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)均為µ=0.1，A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)，B與E處的豎直擋板相碰時沒有機(jī)械能損失，取g=10m/s2．求：

（1）滑塊A剛到達(dá)圓弧的最低點(diǎn)D時對圓弧的壓力；
（2）滑塊B被碰后瞬間的速度；
（3）要使兩滑塊能發(fā)生第二次碰撞，DE的長度L應(yīng)滿足的條件．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示，光滑水平面上A、B兩點(diǎn)間距離為x，其左端B處與一個半徑為R的豎直光滑半圓軌道平滑連接．質(zhì)量為m的可視為質(zhì)點(diǎn)的小球靜止在A處，用水平恒力將小推球到B處后撤去推力，小物塊沿半圓軌道運(yùn)動到C處并恰好下落到A處．重力加速度為g．

（1）求水平恒力對小物塊做的功．
（2）要使水平恒力對小物塊做功最少，x應(yīng)取何值？最小功為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示，固定的光滑金屬導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)軌電阻不計，上端a、b間接有阻值為R的電阻，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ，且處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連后放在導(dǎo)軌上．初始時刻，彈簧恰處于自然長度，導(dǎo)體棒具有沿軌道向上的初速度v0．整個運(yùn)動過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸．已知彈簧的勁度系數(shù)為k，彈簧的中心軸線與導(dǎo)軌平行．

（1）求初始時刻通過電阻R的電流I的大小和方向；
（2）當(dāng)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時，速度變?yōu)関，求此時導(dǎo)體棒的加速度大小a；
（3）導(dǎo)體棒最終靜止時彈簧的彈性勢能為Ep，求導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動直到停止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）A、B是在真空中水平正對的兩塊金屬板，板長L＝40cm，板間距d＝24cm，在B板左側(cè)邊緣有一粒子源，能連續(xù)均勻發(fā)射帶負(fù)電的粒子，粒子緊貼B板水平向右射入，如圖甲所示，帶電粒子的比荷為＝1.0×108C/kg，初速度v0＝2×105m/s（粒子重力不計），在A、B兩板間加上如圖乙所示的電壓，電壓的周期T＝2.0×10－6s，t＝0時刻A板電勢高于B板電勢，兩板間電場可視為勻強(qiáng)電場，電勢差U0＝360V，A、B板右側(cè)相距s＝2cm處有一邊界MN，在邊界右側(cè)存在一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝T，磁場中放置一“＞”型熒光板，位置如圖所示，板與水平方向夾角θ＝37°，不考慮粒子之間相互作用及粒子二次進(jìn)入磁場的可能，求：
 
⑴帶電粒子在AB間偏轉(zhuǎn)的最大側(cè)向位移ymax；
⑵帶電粒子從電場中射出到MN邊界上的寬度Δy；
⑶經(jīng)過足夠長時間后，射到熒光板上的粒子數(shù)占進(jìn)入磁場粒子總數(shù)的百分比k。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示（俯視圖），相距為2L的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌的一部分處在以為右邊界的勻強(qiáng)磁場中，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)大小為B，方向垂直導(dǎo)軌平面向下，導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R，導(dǎo)軌電阻忽略不計。在距邊界為L處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻不計的金屬桿ab。求解以下問題：

（1）若金屬桿ab固定在導(dǎo)軌上的初始位置，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度在時間t內(nèi)由B均勻減小到0，求此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。
（2）若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，金屬桿ab在恒力的作用下由靜止開始向右運(yùn)動3L的距離，其圖象如圖乙所示。
求：①金屬桿ab在剛要離開磁場時加速度的大��；
②此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖，一個質(zhì)量為M的人，站在臺秤上，手拿繩子一端，繩子另一端拴一個質(zhì)量為m的小球，線長為R，讓小球在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動，且擺球恰能通過圓軌道最高點(diǎn)，不計小球所受空氣阻力。求小球作圓周運(yùn)動過程中，臺秤示數(shù)的變化范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖，光滑水平面上存在水平向右、場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，電場區(qū)域?qū)挾葹長。質(zhì)量為m、帶電量為+q的物體A從電場左邊界由靜止開始運(yùn)動，離開電場后與質(zhì)量為2m的物體B碰撞并粘在一起，碰撞時間極短。B的右側(cè)拴接一處于原長的輕彈簧，彈簧右端固定在豎直墻壁上（A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)）。求

（1）物體A在電場中運(yùn)動時的加速度大��；
（2）物體A與B碰撞過程中損失的機(jī)械能；
（3）彈簧的最大彈性勢能。

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