分析 (1)根据带电小球在BC段做直线运动的受力分析,可以确定带电小球的电性.
(2)根据带电小球恰好到达D点,即到达D点时,轨道对带电粒子无弹力,根据牛顿第二定律,指向圆心方向的合力提供向心力,从而能够求出D点的速度.
(3)带电小球从C点到D点,根据动能定理就能求出带电小球在该过程中克服摩擦力做的功.
解答 解:(1)小球带正电.若小球带负电,则在BC段由受力分析可判断小球不可能做直线运动,所以小球只能带正电.
(2)依题可知小球在BC间做匀速直线运动,在C点的速度为:
vC=vB=$\frac{100}{7}$m/s
在BC段其受力如图所示,设重力和电场力合力为F,
F=qvCB
又F=$\frac{mg}{cos37°}$=5N
解得qB=$\frac{F}{{v}_{C}}$=$\frac{7}{20}$在D处由牛顿第二定律可得:
qvDB+F=$\frac{m{{v}_{D}}^{2}}{R}$,将以上qB=$\frac{7}{20}$代入并化简得:8vD2-7vD-100=0
解得:vD=4m/s 或vD=$-\frac{25}{8}$m/s (舍去)
(3)CD段克服摩擦力做功为Wf,由动能定理有:-Wf-2FR=$\frac{1}{2}m({{v}_{D}}^{2}-{{v}_{C}}^{2})$
代入数据得:Wf=27.6J
答:(1)小球带正电荷.
(2)到达D点速度为4m/s.
(3)小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功27.6J.
点评 本题除了考察了带电小球在电场和磁场中做匀速圆周运动的规律处,还考察了物体做直线运动的条件,要注意的是:①做直线运动的条件是合力与速度在一条直线上,但对有洛仑兹力的情况是,若速度变化,则洛仑兹力将变化,所以必定是合力为零.②在有变力时,根据动能定理求速度的优势之处就显示出来.
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 线框中产生大小、方向周期性变化的电流 | |
B. | MN边受到的安培力先减小后增大 | |
C. | 线框做匀加速直线运动 | |
D. | 线框中产生的焦耳热等于其机械能的损失 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 通过电动机的电流为10 A | B. | 电动机的输入功率为20 W | ||
C. | 电源的输出功率为4 W | D. | 电动机的输出功率为16 W |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 起重机对物体所做的功等于物体动能的增加量 | |
B. | 起重机对物体所做的功等于物体机械熊的增加量 | |
C. | 起重机对物体所做的功等于物体重力势能的增加量 | |
D. | 物体受到的合力所做的功等于物体机械能的增加量 |
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