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长为L=0.5m两端开口的玻璃管,管壁很薄,内壁光滑且绝缘,在管的中点处放有一带电荷量为q=1×10-4C的带电小球,小球质量m=4×10-6kg. 管置于光滑的水平桌面上,桌面离地面的高度为H=1.1m. 管所在空间有区域足够大的竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B=0.4T. 在与管垂直的方向上施以水平作用力F,使管由图示位置开始沿F的方向作匀速直线运动,速度大小为v=5m/s,g取10m/s2.

   (1)说明小球的运动轨迹;

   (2)求出小球在管中运动过程中,拉力F与时间t的关系;

   (3)求出小球由管中点到达管口所用的时间及到达管口时相对地面的速度;

   (4)求出小球落地时的速度大小.

(1)抛物线

(2)小球运动可分解为沿F方向的匀速直线运动和沿管方向的初速度为零的匀加速直线运动. 小球沿管方向受力为F1=qvB

       产生的加速度a=F/m=qvB/m

       速度v1=at=qvBt/m

       则

       代入数值得F=2×10-3t

(3)由s=at2/2

       得t=0.1s

       到达管口时的速度vx=at=5m/s

       对地速度为m/s

(4)由机械能守恒得

      

       解得m/s

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,虚线MN下方存在竖直向上的匀强电场,场强E=2×103V/m,电场区域上方有一竖直放置长为l=0.5m的轻质绝缘细杆,细杆的上下两端分别固定一个带电小球A、B,它们的质量均为m=0.01kg,A带正电,电量为q1=2.5×10-4C;B带负电,电荷量q2=5×10-5C,B到MN的距离h=0.05m.现将轻杆由静止释放(g取10m/s2),求:
(1)小球B刚进入匀强电场后的加速度大小.
(2)从开始运动到A刚要进入匀强电场过程的时间.
(3)小球B向下运动离M、N的最大距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2009?湖北模拟)如图所示,平行板电容器的M、N两板间距d=1.1m,两板间存在竖直向上的匀强电场,场强E=2×103V/m,M、N的正中央各有一小孔.在上板小孔正上方有一竖直放置长为l=0.5m的轻质绝缘细杆,细杆的上下两端分别固定一个带点小球A、B,它们的质量均为m=0.01kg,A的带电量为q1=2.5×10-4C,B的带电量为q2=-5×10-5C,B球距上板距离h=0.05m.现将轻杆由静止释放(g=10m/s2
(1)画出小球B从开始运动到刚好离开匀强电场过程中的速度时间图象(规定竖直向下为正方向);
(2)判定A球能否从下板离开匀强电场,并说明理由.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,虚线M、N下方存在竖直向上的匀强电场,场强E=2×103V/m,电场区域上方有一竖直放置长为l=0.5m的轻质绝缘细杆,细杆的上下两端分别固定一个带电小球A、B,它们的质量均 为m=0.01kg,A带正电,电量为q1=2.5×10-4C;B带负电, 电量q2=5×10-5C,B球到M、N的距离h=0.05m。现将轻杆由静止释放(g取10m/s2),求:

   (1)小球B刚进入匀强电场后的加速度大小。

   (2)从开始运动到A刚要进入匀强电场过程的时间。

   (3)小球B向下运动离M、N的最大距离。

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科目:高中物理 来源:福建省期末题 题型:计算题

如图所示,虚线MN下方存在竖直向上的匀强电场,场强E=2×103V/m,电场区域上方有一竖直放置长为l=0.5m的轻质绝缘细杆,细杆的上下两端分别固定一个带电小球A、B,它们的质量均为m=0.01kg,A带正电,电量为q1=2.5×10-4C;B带负电,电荷量q2=5×10-5C,B到MN的距离h=0.05m。现将轻杆由静止释放(g取10m/s2),求:
(1)小球B刚进入匀强电场后的加速度大小。
(2)从开始运动到A刚要进入匀强电场过程的时间。
(3)小球B向下运动离M、N的最大距离。

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