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【题目】如图所示,一半径为R的光滑绝缘半球面开口向下,固定在水平面上.整个空间存在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场.一电荷量为q(q0)、质量为m的小球P在球面上做水平的匀速圆周运动,圆心为O.球心O到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为θ().为了使小球能够在该圆周上运动,求磁感应强度B的最小值及小球P相应的速率.(已知重力加速度为g)

【答案】

【解析】据题意,小球P在球面上做水平的匀速圆周运动,该圆周的圆心为O’P受到向下的重力mg、球面对它沿OP方向的支持力N和磁场的洛仑兹力

fqvB

式中v为小球运动的速率。洛仑兹力f的方向指向O’。根据牛顿第二定律

①②③式得

由于v是实数,必须满足

≥0 ⑤

由此得B

可见,为了使小球能够在该圆周上运动,磁感应强度大小的最小值为

此时,带电小球做匀速圆周运动的速率为

⑦⑧式得

练习册系列答案
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【题目】四川省“十二五”水利发展规划指出,若按现有供水能力测算,我省供水缺口极大,蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一,某地要把河水抽高20 m,进入蓄水池,用一台电动机通过传动效率为80%的皮带,带动效率为60%的离心水泵工作.工作电压为380 V,此时输入电动机的电功率为19 kW,电动机的内阻为0.4 Ω.已知水的密度为1×103 kg/m3,重力加速度取10 m/s2.求:

(1)电动机内阻消耗的热功率;

(2)将蓄水池蓄入864 m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度).

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A.将极板A向左移动一些,静电计指针偏角θ变大

B.将极板A向右移动一些,静电计指针偏角θ变大

C.将极板A向上移动一些,静电计指针偏角θ变大

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【题目】如图,半径为R的圆板匀速转动,B为圆板边缘上的一点,当半径OB转动到某一方向时,在圆板中心正上方高h处以平行于OB方向水平抛出一小球,要使小球刚好能落在圆板上的B点(此后球不反弹),求:

(1)小球的初速度的大小;

(2)圆板转动的角速度.

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【题目】如图所示,用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动,则下列说法中正确的是(  )

A. 小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力

B. 小球在最高点时绳子的拉力不可能为零

C. 若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动,则其在最高点的速率为

D. 小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力

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【题目】如图所示,真空中存在一个水平向左的匀强电场,场强大小为E。一根不可伸长的绝缘细线长为l,细线一端拴一个质量为m、电荷量为q的带负电小球,另一端固定在O点,把小球拉到使细线水平的位置A,由静止释放,小球沿弧线运动到细线与水平方向成θ=60°角的位置B时速度为零。以下说法中正确的是

A. 小球在B位置处于平衡状态

B. 小球受到的重力与电场力的关系是

C. 小球将在AB之间往复运动,且幅度将一直不变

D. 小球从A运动到B过程中,电场力对其做的功为

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【题目】如图所示,在匀强电场中为矩形的四个顶点,分别为边和 的中点且长为长的2倍。已知电场线的方向平行于矩形所在平面,三点电势分别为4V、8V、6V,则

A.点的电势为4V

B.电场线方向垂直于向下

C.电场线方向垂直于向下

D.一电子从a点运动到c点,电势能减小

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【题目】如图,真空中电量均为Q的两正点电荷,固定于一绝缘正方体框架的两侧面ABB1A1DCC1D1中心连线上,且两电荷关于正方体中心对称,则

A. ABCD四个点的电势相同

B. A1B1C1D1四个点的电场强度相同

C. 负检验电荷qA点的电势能小于在C1点的电势能

D. 正检验电荷qC点移到C1点过程电场力对其做正功

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【题目】爱因所坦曾说,“不让任何人猜测这一点,牛顿的伟大成就真的会被其他的什么理论所代替。他伟大而明晰的思想将永远作为我们整个现代概念构架的基础而保留下来”。这句话旨在强调

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