（14分）如圖甲所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R= 0.4 m的圓形絕緣軌道，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于軌道平面向里，一質(zhì)量為m= 1×10-3 kg、帶電荷量為q= +3×10-2 C的小球，可在內(nèi)壁滾動(dòng).開始時(shí)，在最低點(diǎn)處給小球一個(gè)初速度v0，使小球在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng)，圖乙（a）是小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的速率v隨時(shí)間t變化的情況，圖乙（b）是小球所受軌道的彈力F隨時(shí)間t變化的情況，結(jié)合圖象所給數(shù)據(jù)，（取g= 10 m/s2）求：

   （1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

   （2）小球的初速度v0

 

【答案】

（1）B = 0.25 T

（2）v0 = 8 m/s

【解析】（1）從乙圖（a）可知，小球第二次過最高點(diǎn)時(shí)，速度大小為4 m/s，而由乙圖(b)可知，此時(shí)軌道與球間的彈力為零，故mg＋qvB =                                                                                                      

代入數(shù)據(jù)得：B = 0.25 T                          

（2）從乙圖(b)可知，小球第一次過最低點(diǎn)時(shí)，軌道與球之間彈力為F = 0.11 N，根據(jù)牛頓第二定律得：F－mg＋qv0B =                      

代入數(shù)據(jù)：v0 = 8 m/s

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，在光滑絕緣的水平面上固定著兩對(duì)幾何形狀完全相同的平行金屬板PQ和MN，P、Q與M、N四塊金屬板相互平行地豎直地放置，其俯視圖如圖乙所示．已知P、Q之間以及M、N之間的距離都是d=0.2m，極板本身的厚度不計(jì)，極板長(zhǎng)均為L(zhǎng)=0.2m，板間電壓都是U=6.0×102V．金屬板右側(cè)為豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5×102T，磁場(chǎng)區(qū)域足夠大．今有一質(zhì)量為m=1×10-4kg，電量為q=2×10-6C的帶負(fù)電小球在水平面上如圖從PQ平行板間左側(cè)中點(diǎn)O沿極板中軸線以初速度v0=4m/s進(jìn)入平行金屬板PQ．
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（1）試求小球剛穿出平行金屬板PQ進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間的速度；
（2）若要小球穿出平行金屬板PQ后，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)射入平行金屬板MN中，且在不與極板相碰的前提下，最終在極板MN的左側(cè)中點(diǎn)O′沿中軸線射出．則金屬板Q、M間距離最大是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，在豎直平面內(nèi)有一圓形絕緣軌道，半徑為R=0.4 m，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于軌道平面向里，質(zhì)量為m=1.0×103 kg、電荷量為q=+3.0×10-2 C的小球，在最低點(diǎn)處?kù)o止.今給小球一個(gè)初速度v0=8.0 m/s，使小球在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng).圖乙(a)(b)分別表示小球做圓周運(yùn)動(dòng)的速率v和對(duì)軌道壓力F隨時(shí)間變化的圖象.取g=10 m/s2,求：

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；

(2)小球從開始運(yùn)動(dòng)至第二次到達(dá)最高點(diǎn)損失的機(jī)械能.

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R= 0.4 m的圓形絕緣軌道，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于軌道平面向里，一質(zhì)量為m= 1×10-3 kg、帶電荷量為q= +3×10-2 C的小球，可在內(nèi)壁滾動(dòng).開始時(shí)，在最低點(diǎn)處給小球一個(gè)初速度v0，使小球在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng)，圖乙（a）是小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的速率v隨時(shí)間t變化的情況，圖乙（b）是小球所受軌道的彈力F隨時(shí)間t變化的情況，結(jié)合圖象所給數(shù)據(jù)，（取g= 10 m/s2）求：

   （1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

   （2）小球的初速度v0

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科目：高中物理 來源： 題型：

（14分）如圖甲所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R= 0.4 m的圓形絕緣軌道，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于軌道平面向里，一質(zhì)量為m= 1×10-3 kg、帶電荷量為q= +3×10-2 C的小球，可在內(nèi)壁滾動(dòng).開始時(shí)，在最低點(diǎn)處給小球一個(gè)初速度v0，使小球在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng)，圖乙（a）是小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的速率v隨時(shí)間t變化的情況，圖乙（b）是小球所受軌道的彈力F隨時(shí)間t變化的情況，結(jié)合圖象所給數(shù)據(jù)，（取g= 10 m/s2）求：

   （1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

   （2）小球的初速度v0

 

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