题目内容
(10分)如图所示,一光滑绝缘圆管轨道位于竖直平面内,半径为0.2m。以圆管圆心O为原点,在环面内建立平面直角坐标系xOy,在第四象限加一竖直向下的匀强电场,其他象限加垂直于环面向外的匀强磁场。一带电量为+1.0C、质量为0.1kg的小球(直径略小于圆管直径),从x坐标轴上的b点由静止释放,小球刚好能顺时针沿圆管轨道做圆周运动。(重力加速度g取10m/s2)
(1)求匀强电场的电场强度E;
(2)若第二次到达最高点a时,小球对轨道恰好无压力,求磁感应强度B ;
(3)求小球第三次到达最高点a时对圆管的压力。
【答案】
(1)1N/C (2)0.5T (3)N
【解析】
试题分析:(1)小球第一次刚好过最高点,此时速度v1=0
qER=mgR 2分
∴ =1N/C 2分
(2)小球第二次过最高点是速度为,由动能定理可知
2分
又 2分
以上两式可解得 =0.5T 1分
(3)小球第三次过最高点时速度为,小球受圆管向下的压力为FN
2分
2分
解得 =N 1分
根据牛顿第三定律可知
小球第三次到达最高点a时对圆管的压力为N 方向竖直向上 1分
考点:带电粒子在复合场中的运动,动能定理,牛顿第二定律
练习册系列答案
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A、小球速度最大的位置在B点 | B、小球对机械能最大的位置在BC间某处 | C、小球所能达到的最高点在CD间某处 | D、小球所能达到的最高点在D点 |
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A、这一过程中带电物快的电势能先增加后减小,其变化量为0 | B、水平恒力与电场力的比为9:5 | C、水平恒力与电场力的比为7:3 | D、物快先向右加速到最右端,然后向左加速返回到A点 |