题目内容

17.绝缘光滑斜面与水平面成α角,一质量为m、带负电荷量为q的小球从斜面上高h处释放,初速度为v0,方向与斜面底边MN平行,如图所示.整个装置处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向平行于斜面向上.已知斜面足够大,小球能够沿斜面到达底边MN,则下列判断正确的是(  )
A.小球在斜面上做匀变速曲线运动
B.匀强磁场磁感应强度的取值范围为0≤B≤$\frac{mg}{q{v}_{0}}$
C.匀强磁场磁感应强度的取值范围为0≤B≤$\frac{mgcosα}{q{v}_{0}}$
D.小球到达底边MN的时间t=$\sqrt{\frac{2h}{gsi{n}^{2}α}}$

分析 根据受力分析,结合力的合成法则,并依据牛顿第二定律,及曲线运动条件,即可求解;
依据洛伦兹力小于等于重力的垂直斜面的分力;
根据运动学公式,结合牛顿第二定律,即可求解.

解答 解:A、对小球受力分析,重力,支持力,洛伦兹力,根据左手定则,可知,洛伦兹力垂直斜面向上,即使速度的变化,不会影响重力与支持力的合力,由于速度与合力垂直,因此小球做匀变速曲线运动,故A正确;
BC、假设重力不做功,根据小球能够沿斜面到达底边MN,则小球受到的洛伦兹力0≤f=qv0B≤mgcosα;
解得:磁感应强度的取值范围为0≤B≤$\frac{mg}{q{v}_{0}}$cosα,
在下滑过程中,重力做功,导致速度增大v>v0,则有0≤f=qvB≤mgcosα,故B错误,C错误;
D、小球做类平抛运动,则在斜面上,沿着斜面方向做初速度为零的匀加速直线运动,
根据力的分解法则,及牛顿第二定律,则小球的加速度a=$\frac{mgsinα}{m}$,
再由运动学公式,球到达底边MN的时间t=$\sqrt{\frac{2h}{gsi{n}^{2}α}}$,故D正确;
故选:AD.

点评 考查曲线运动的条件,掌握牛顿第二定律与运动学公式的内容,理解洛伦兹力虽受到速度大小影响,但没有影响小球的合力,同时知道洛伦兹力不能大于重力垂直斜面的分力.

练习册系列答案
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6.利用图1装置可以做力学中的许多实验.

(1)以下说法正确的是C.
A.利用此装置做“研究匀变速直线运动”的实验时,必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响.
B.利用此装置探究“加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时,如果画出的a-m关系图象不是直线,就可确定加速度与质量成反比.
C.利用此装置探究“小车与木板之间动摩擦因数”实验时,不需要将长木板的一端抬高以平衡摩擦力.
(2)甲、乙两同学在同一实验室,各取一套图示的装置放在水平桌面上,小车上放不同质量的砝码,在没有平衡摩擦力的情况下,研究小车与木板之间的动摩擦因数(实验中小车的轮子被锁死,小车只能在长木板上滑动).
①为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量远小于小车和小车上砝码的总质量.(填“远大于”、“远小于”或“近似等于”)
②实验中对小车及车内砝码研究,根据牛顿第二定律有F-μmg=ma,实验中记录小车的加速度a和小车所受的合外力F,通过图象处理数据.甲、乙两同学分别得到图2中甲、乙两条直线.设甲、乙用的小车及砝码质量分别为m甲、m乙,甲、乙用的小车与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙,由图可知,m甲<m乙,μ甲>μ乙.(填“>”、“<”或“=”)

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