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如图,质量为1g的小环带4×10-4C的正电,套在长直的绝缘杆上,两者间的动摩擦因数μ=0.2。将杆放入都是水平的互相垂直的匀强电场和匀强磁场中,杆所在平面与磁场垂直,杆与电场的夹角为37°。若E=10N/C,B=0.5T,小环从静止起动。求:

(1)当小环加速度最大时,环的速度和加速度;

(2)当小环的速度最大时,环的速度和加速度。

(1) am=2.8m/S2,V=52m/S

(2) Vm=122m/S,a=0


解析:

(1)小环从静止起动后,环受力如图5,随着速度的增大,垂直杆方向的洛仑兹力便增大,于是环上侧与杆间的正压力减小,摩擦力减小,加速度增大。当环的速度为V时,正压力为零,摩擦力消失,此时环有最大加速度am

在平行于杆的方向上有:mgsin37°-qE cos37°=mam

  解得:am=2.8m/S2

  在垂直于杆的方向上有:

  BqV=mgcos37°+qEsin37°

解得:V=52m/S


(2)在上述状态之后,环的速度继续增大导致洛仑兹力继续增大,致使小环下侧与杆之

间出现挤压力N,如图6。于是摩擦力f又产生,杆的加速度a减小。V↑BqV↑N↑f ↑a↓,以上过程的结果,a减小到零,此时环有最大速度Vm

  在平行杆方向有:

  mgsin37°=Eqcos37°+f

  在垂直杆方向有

  BqVm=mgcos37°+qEsin37°+N

  又f=μN

  解之:Vm=122m/S

此时:a=0

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,质量为1g的小环,带4×10-4C的正电,套在长直的绝缘杆上,两者间的动摩擦因数μ=0.2.将杆放入都是水平的互相垂直的匀强电场和匀强磁场中,杆所在平面与磁场垂直,杆与电场的夹角为37°.若E=10N/C,B=0.5T,小环从静止起动.求:
(1)当小环加速度最大时,环的速度和加速度;
(2)当小环的速度最大时,环的速度和加速度.

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(1)当小环加速度最大时,环的速度和加速度;

(2)当小环的速度最大时,环的速度和加速度。

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(1)当小环加速度最大时,环的速度和加速度;

(2)当小环的速度最大时,环的速度和加速度。

 

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科目:高中物理 来源:2010-2011学年黑龙江省哈尔滨六中高二上学期期末考试物理试卷 题型:计算题

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(1)当小环加速度最大时,环的速度和加速度;
(2)当小环的速度最大时,环的速度和加速度。

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科目:高中物理 来源:2012届黑龙江省高二上学期期末考试物理试卷 题型:计算题

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(1)当小环加速度最大时,环的速度和加速度;

(2)当小环的速度最大时,环的速度和加速度。

 

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