题目内容

【题目】质量为m,电量为q的带正电小物块在磁感强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,沿动摩擦因数为μ的绝缘水平面以初速度v0开始向左运动,如图所示.物块经时间t移动距离S后停了下来,设此过程中,q不变,则( )

A.S>
B.S<
C.t>
D.t<

【答案】B,C
【解析】解:A、B假设物块不受洛伦兹力.

根据动能定理,得

﹣μmgs=﹣ m ,得到s=

因为物块带正电,受到向下的洛伦兹力,摩擦力增大,滑行的距离减小

则s< ,故A错误,B正确.

C、D假设洛伦兹力是恒力,大小为qv0B保持不变

则由动量定理,得

﹣μ(mg+qv0B)t=0﹣mv0

得t=

因为物块向左做减速运动,洛伦兹力减小,加速度减小,滑行时间变长

则有t> ,故C正确,D错误.

故选:BC.

物块向左运动的过程中,受到重力、洛伦兹力、水平面的支持力和滑动摩擦力,向左做减速运动.采用假设法分析:假设不受洛伦兹力,根据动能定理求出滑行距离;假设洛伦兹力是恒力大小为qv0B,根据动量定理求出运动时间,最后进行选择.

练习册系列答案
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【题目】如图1所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系:
先安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O.

接下来的实验步骤如下:
步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上.重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;
步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞.重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度.
(1)对于上述实验操作,下列说法正确的是
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.小球1质量应大于小球2的质量
(2)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有
A.A,B两点间的高度差h1
B.B点离地面的高度h2
C.小球1和小球2的质量m1、m2
D.小球1和小球2的半径r
(3)当所测物理量满足表达式(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律.如果还满足表达式(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失.
(4)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图2所示.在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接.使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′.用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3 . 则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为(用所测物理量的字母表示).

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