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(14分)如图甲所示,在竖直平面内有一半径为R= 0.4 m的圆形绝缘轨道,匀强磁场垂直于轨道平面向里,一质量为m= 1×10-3 kg、带电荷量为q= +3×10-2 C的小球,可在内壁滚动.开始时,在最低点处给小球一个初速度v0,使小球在竖直平面内逆时针做圆周运动,图乙(a)是小球在竖直平面内做圆周运动的速率v随时间t变化的情况,图乙(b)是小球所受轨道的弹力F随时间t变化的情况,结合图象所给数据,(取g= 10 m/s2)求:

   (1)匀强磁场的磁感应强度;

   (2)小球的初速度v0

 

【答案】

(1)B = 0.25 T

(2)v0 = 8 m/s

【解析】(1)从乙图(a)可知,小球第二次过最高点时,速度大小为4 m/s,而由乙图(b)可知,此时轨道与球间的弹力为零,故mgqvB =                                                                                                      

代入数据得:B = 0.25 T                          

(2)从乙图(b)可知,小球第一次过最低点时,轨道与球之间弹力为F = 0.11 N,根据牛顿第二定律得:Fmgqv0B =                      

代入数据:v0 = 8 m/s

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,在光滑绝缘的水平面上固定着两对几何形状完全相同的平行金属板PQ和MN,P、Q与M、N四块金属板相互平行地竖直地放置,其俯视图如图乙所示.已知P、Q之间以及M、N之间的距离都是d=0.2m,极板本身的厚度不计,极板长均为L=0.2m,板间电压都是U=6.0×102V.金属板右侧为竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=5×102T,磁场区域足够大.今有一质量为m=1×10-4kg,电量为q=2×10-6C的带负电小球在水平面上如图从PQ平行板间左侧中点O沿极板中轴线以初速度v0=4m/s进入平行金属板PQ.
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(1)试求小球刚穿出平行金属板PQ进入磁场瞬间的速度;
(2)若要小球穿出平行金属板PQ后,经磁场偏转射入平行金属板MN中,且在不与极板相碰的前提下,最终在极板MN的左侧中点O′沿中轴线射出.则金属板Q、M间距离最大是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,在竖直平面内有一圆形绝缘轨道,半径为R=0.4 m,匀强磁场垂直于轨道平面向里,质量为m=1.0×103 kg、电荷量为q=+3.0×10-2 C的小球,在最低点处静止.今给小球一个初速度v0=8.0 m/s,使小球在竖直平面内逆时针做圆周运动.图乙(a)(b)分别表示小球做圆周运动的速率v和对轨道压力F随时间变化的图象.取g=10 m/s2,求:

(1)磁感应强度B的大小;

(2)小球从开始运动至第二次到达最高点损失的机械能.

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如图甲所示,在竖直平面内有一半径为R= 0.4 m的圆形绝缘轨道,匀强磁场垂直于轨道平面向里,一质量为m= 1×10-3 kg、带电荷量为q= +3×10-2 C的小球,可在内壁滚动.开始时,在最低点处给小球一个初速度v0,使小球在竖直平面内逆时针做圆周运动,图乙(a)是小球在竖直平面内做圆周运动的速率v随时间t变化的情况,图乙(b)是小球所受轨道的弹力F随时间t变化的情况,结合图象所给数据,(取g= 10 m/s2)求:

   (1)匀强磁场的磁感应强度;

   (2)小球的初速度v0

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(14分)如图甲所示,在竖直平面内有一半径为R= 0.4 m的圆形绝缘轨道,匀强磁场垂直于轨道平面向里,一质量为m= 1×10-3 kg、带电荷量为q= +3×10-2 C的小球,可在内壁滚动.开始时,在最低点处给小球一个初速度v0,使小球在竖直平面内逆时针做圆周运动,图乙(a)是小球在竖直平面内做圆周运动的速率v随时间t变化的情况,图乙(b)是小球所受轨道的弹力F随时间t变化的情况,结合图象所给数据,(取g= 10 m/s2)求:

   (1)匀强磁场的磁感应强度;

   (2)小球的初速度v0

 

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