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一质量为m的小滑块带正电,电荷量为q,与绝缘水平面间的动摩擦因数为μ.空间存在水平向右的匀强电场,电场强度为E.小滑块从C点由静止释放沿直线向D点运动,C、D两点间的距离为S,滑块的带电量不变,重力加速度g.
(1)求滑块运动到D点时的速度大小v;
(2)在该空间再加一垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁感应强度为B,若滑块从C点由静止释放,运动到D点时恰好离开水平面,求离开水平面时的速度大小υ1和此过程中摩擦力对滑块所做的功W.
分析:(1)由动能定理可以求出滑块到D点的速度.
(2)当滑块受到的洛伦兹力等于滑块的重力时,滑块开水离开水平面,根据洛伦兹力与重力相等可以求出滑块速度;应用动能定理可以求出摩擦力所做的功.
解答:解:(1)从C到D过程中,由动能定理得:
qES-μmgS=
1
2
mv2-0,
解得:v=
2(qES-μmgS)
m

(2)当洛伦兹力等于滑块重力时,滑块开始离开水平面,
由平衡条件得,qBv1=mg,解得v1=
mg
qB

从C到D过程中,由动能定理得:qES+W=
1
2
mv12-0,
解得:W=
m3g2
2q2B2
-qES;
答:(1)求滑块运动到D点时的速度大小为
2(qES-μmgS)
m

(2)滑块离开水平面时的速度大小为
mg
qB

此过程中摩擦力对滑块所做的功
m3g2
2q2B2
-qES.
点评:要掌握应用动能定理解题的方法与步骤,(1)也可以应用牛顿第二定律与运动学公式求解.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2009?四川)如图所示,直线形挡板p1p2p3与半径为r的圆弧形挡板p3p4p5平滑连接并安装在水平台面b1b2b3b4上,挡板与台面均固定不动.线圈c1c2c3的匝数为n,其端点c1、c3通过导线分别与电阻R1和平行板电容器相连,电容器两极板间的距离为d,电阻R1的阻值是线圈c1c2c3阻值的2倍,其余电阻不计,线圈c1c2c3内有一面积为S、方向垂直于线圈平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度B随时间均匀增大.质量为m的小滑块带正电,电荷量始终保持为q,在水平台面上以初速度v0从p1位置出发,沿挡板运动并通过p5位置.若电容器两板间的电场为匀强电场,p1、p2在电场外,间距为L,其间小滑块与台面的动摩擦因数为μ,其余部分的摩擦不计,重力加速度为g.
求:
(1)小滑块通过p2位置时的速度大小.
(2)电容器两极板间电场强度的取值范围.
(3)经过时间t,磁感应强度变化量的取值范围.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,在光滑水平面上有一足够长的绝缘平板,质量为M,上表面粗糙,向右运动的速度为V0,平面上方有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.现在平板右端无初速释放一质量为m的小滑块,小滑块所带电量为+q.试讨论在以后的运动过程中:
(1)如最终稳定后,小滑块对绝缘平板有压力.求绝缘平板的最终速度和系统由于摩擦而产生的热量;
(2)如最终稳定后,小滑块又于绝缘平板无压力,求绝缘平板的最终速度和系统由于摩擦而产生的热量.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(19分)如图所示,直线形挡板p1p2p3与半径为r的圆弧形挡板p3p4p5平滑连接并安装在水平台面b1b2b3b4上,挡板与台面均固定不动。线圈c1c2c3的匝数为n,其端点c1、c3通过导线分别与电阻R1和平行板电容器相连,电容器两极板间的距离为d,电阻R1的阻值是线圈c1c2c3阻值的2倍,其余电阻不计,线圈c1c2c3内有一面积为S、方向垂直于线圈平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度B随时间均匀增大。质量为m的小滑块带正电,电荷量始终保持为q,在水平台面上以初速度v0从p1位置出发,沿挡板运动并通过p5位置。若电容器两板间的电场为匀强电场,p1、p2在电场外,间距为L,其间小滑块与台面的动摩擦因数为μ,其余部分的摩擦不计,重力加速度为g.求:

(1)小滑块通过p2位置时的速度大小。

(2)电容器两极板间电场强度的取值范围。

(3)经过时间t,磁感应强度变化量的取值范围。

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,直线形挡板p1p2p3与半径为r的圆弧形挡板p3p4p5平滑连接并安装在水平台面b1b2b3b4上,挡板与台面均固定不动。线圈c1c2c3的匝数为n,其端点c1、c3通过导线分别与电阻R1和平行板电容器相连,电容器两极板间的距离为d,电阻R1的阻值是线圈c1c2c3阻值的2倍,其余电阻不计,线圈c1c2c3内有一面积为S、方向垂直于线圈平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度B随时间均匀增大。质量为m的小滑块带正电,电荷量始终保持为q,在水平台面上以初速度v0从p1位置出发,沿挡板运动并通过p5位置。若电容器两板间的电场为匀强电场,p1、p2在电场外,间距为L,其间小滑块与台面的动摩擦因数为μ,其余部分的摩擦不计,重力加速度为g.

求:

(1)小滑块通过p2位置时的速度大小。

(2)电容器两极板间电场强度的取值范围。

(3)经过时间t,磁感应强度变化量的取值范围。

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