12.(20分)如图所示,一质量为0.4kg足够长且粗细均匀的绝缘细管置于水平地面上,细管内表面粗糙,外表面光滑有一质量为0.1kg、电量为0.1C的带正电小球沿管以水平向
右的速度进入管内,细管内径略大于小球直径,运动过程中小球电量保持不变,空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感强度为1.0T。(取水平向右为正方向,g=10m/s2)
(1)带电小球以20m/s的初速度进入管内,则系统最终产生的内能为多少?
(2)小球以不同的初速度v0进入管中,在细管未离开地面的情况下,求小球最终稳定的速度vt与初速度v0的函数关系,并
以初速度v0为横坐标,最终稳定的速度vt为横坐标,在乙图中画出小球初速度和最终稳定的速度的关系图象。
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(物理)答案
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A |
A |
C |
A |
C |
AB |
AB |
BD |
(2)由后二列数据可知物体在水平面上匀减速滑行时的加速度大小为a2==2m/s2,mmg=ma2,可得:m=0.2,
(3)由2+5t=1.1+2(0.8-t),解得t=0.1s,即物体在斜面上下滑的时间为0.5s,则t=0.6s时物体在水平面上,其速度为v=v1.2+a2t=2.3 m/s。