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L1、L2为相互平行的足够长光滑导轨,位于光滑水平面内.一个略长于导轨间距,质量...

L1L2为相互平行的足够长光滑导轨,位于光滑水平面内.一个略长于导轨间距,质量为M的光滑绝缘细管与导轨垂直放置,细管可在两导轨上左右平动.细管内有一质量为m、带电量为+q的小球,小球与L导轨的距离为d.开始时小球相对细管速度为零,细管在外力作用下从P1位置以速度v0向右匀速运动.垂直平面向里和向外的匀强磁场I、Ⅱ分别分布在L1轨道两侧,如图所示,磁感应强度大小均为B.小球视为质点,忽略小球电量变化.

(1)当细管运动到L1轨道上P2处时,小球飞出细管,求此时小球的速度大小;

(2)小球经磁场Ⅱ第一次回到L1轨道上的位置为O,求OP2间的距离;

(3)小球回到L1轨道上O处时,细管在外力控制下也刚好以速度v0经过O点处,小球恰好进入细管.此时撤去作用于细管的外力.以O点为坐标原点,沿L1轨道和垂直于L1轨道建立直角坐标系,如图所示,求小球和细管速度相同时,小球的位置(此时小球未从管中飞出).

 

(1) (2) (3) 【解析】(1)小球在水平面上运动时重力和支持力二力平衡,将洛兹伦力作如图所示的分解,其中fx与杆的弹力平衡,小球的合力等于洛伦兹力沿杆方向的分力可得① ② 由①②解得: 所以: ③ (2)小球在磁场II中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力得: ④ 即: ⑤ (3) 小球进入细管后,由于洛伦兹力不做功,小球和管组成的系统机械能守恒: ⑥ 解得 ⑦ 由动量定理的在y方向上 由以上两式可得: 点睛:解决本题的关键是运用运动的分解法和力的分解法研究洛伦兹力的分力,知道洛伦兹力沿杆方向的分力是恒力.要注意小球从管口飞出时的速度是合速度,不是分速度。  
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考点分析:
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如图,直角坐标系xOyy轴竖直向上,在整个空间区域内存在平行于xOy平面的匀强电场,在y < 0的区域内还存在垂直于xOy平面的匀强磁场。现有一带正电的小颗粒,电荷量q=2×10-7 C,质量m=1.5×10-5 kg,从坐标原点O射出,射出时的初动能E0=1×10-4 J。小颗粒先后经过P(0.5,0)、Q(0.3,0.4)两点,经过P点时动能为0.4E0,经过Q点时动能也为0.4E0。重力加速度大小g10 m/s2。求

(1)OP两点间的电势差UOP

(2)匀强电场的场强E的大小和方向。

 

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为了测量某高内阻电源的电动势E和内阻r(电动势约5V、内阻约500Ω),现提供下列器材:

A.待测电源

B.电压表V(0~3 V,内阻约几千欧)

C.电流表A(10 mARA=10Ω)

D.电阻箱R0(0~9999.9Ω)

E.滑动变阻器R1(0~20Ω)

F.滑动变阻器R2(0~1000Ω)

G.开关及导线

H.干电池若干节(内阻很小)

(1)实验中需要将电压表改装。首先测定其内阻,某同学采用图甲所示的电路,电源为干电池组。开关S闭合前,电阻箱R0的阻值应该调到_________ (选填最大)。闭合开关,调节电阻箱,当电压表指针满偏时,阻值为R01=2950Ω;当电压表指针半偏时,阻值为R02=8900Ω,则电压表内阻RV=_________Ω。 

(2)采用图乙所示的电路测量电源电动势和内阻。电阻箱R0与电压表串联构成量程为6V的电压表,则R0=________Ω;滑动变阻器应选_________ (选填“R1“R2)。 

(3)根据实验测得数据,作出电源路端电压U随电流I变化的图象如图丙所示,由图象可知E=______Vr=_______Ω。

 

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某实验小组要探究力对物体做功与物体获得速度的关系,选取的实验装置如图所示。

(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、刻度尺和______电源(填“交流”或“直流”);

(2)实验主要步骤如下:

I.实验时,为使小车所受合力等于橡皮筋的拉力,在未连接橡皮筋前将木板的左端用小木块垫起,使木板倾斜合适的角度,启动电源,轻推小车,得到的纸带应该是____________(填“甲”或“乙”);

II.小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出,沿木板运动,此过程橡皮筋对小车做的功为W

III.再分别改用完全相同的2条、3条……橡皮筋作用于小车,每次释放小车时:除由静止释放外,还必须_____________________(填写相应实验条件),使得每次每条橡皮筋对小车做的功都为W

IV.分析打点计时器打出的纸带,分别求出小车每次获得的最大速度vlv2v3……。下图是实验中打出的一条纸带,为了测量小车获得的最大速度,应选用纸带的_____________部分进行测量;作出W-v图象,则下列符合实际的图象是_________

A. B. C.   D.

(3)若该小组实验时遗忘了上述步骤I操作的情况下也完成了整个实验,那么当小车速 度最大时,橡皮筋处于__________________状态。(填“伸长”或“原长”)

 

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如图,两根平行光滑金属导轨固定在同一水平面内,其左端接有定值电阻ROx轴平行于金属导轨,在0≤x≤4 m的空间区域内存在着垂直导轨平面向下的磁场,磁感应强度B随坐标x(以m为单位)的分布规律为B=0.8-0.2x (T)。金属棒ab在外力作用下从x=0处沿导轨运动,ab始终与导轨垂直并接触良好,不计导轨和金属棒的电阻。设在金属棒从x1=1 mx2=2 mx3=3 m的过程中,R的电功率保持不变,则金属棒(  )

A. x1x3处的电动势之比为1∶3

B. x1x3处受到磁场B的作用力大小之比为31

C. x1x2与从x2x3的过程中通过R的电量之比为53

D. x1x2与从x2x3的过程中R产生的焦耳热之比为53

 

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如图所示,将质量为M1、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上,左侧靠竖直墙壁,右侧靠一质量为M2的物块.今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始下落,与半圆槽相切自A点进入槽内,则以下结论中正确的是(  )

A. 小球在槽内运动的全过程中,小球与半圆槽在水平方向动量守恒

B. 小球在槽内运动的BC过程中,小球、半圆槽和物块组成的系统冲车方向动量守恒

C. 小球离开C点以后,将做竖直上抛运动

D. 小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中,小球、半圆槽和物块组成的系统机械能守恒

 

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