如图所示,在竖直平面内的直角坐标系中,第一象限有水平向左的匀强电场E1,第四象限有垂直于纸面向外的匀强磁场和在y<-L范围内竖直向上的匀强电场E2。质量为m的带电小球自A(0,L/2)点以某一初速度平行x轴正方向抛出,小球到达B(L,0)处时速度方向恰好与x轴垂直。在B处竖直放置一长为L、直径略大于小球直径的圆筒,圆筒与小球间动摩擦因数为μ(设圆筒与小球接触过程中小球所带电量不变),已知小球在离开筒以前就已经匀速,且离开筒后做匀速圆周运动,恰在D(0,-2L)处水平进入第三象限。(已知当地重力加速度为g)求:
(1)小球带什么种类的电荷;
(2)E1∶E2是多少;
(3)在圆筒内小球克服摩擦力所做的功是多少。
高二物理解答题中等难度题
如图所示,在竖直平面内的直角坐标系中,第一象限有水平向左的匀强电场E1,第四象限有垂直于纸面向外的匀强磁场和在y<-L范围内竖直向上的匀强电场E2。质量为m的带电小球自A(0,L/2)点以某一初速度平行x轴正方向抛出,小球到达B(L,0)处时速度方向恰好与x轴垂直。在B处竖直放置一长为L、直径略大于小球直径的圆筒,圆筒与小球间动摩擦因数为μ(设圆筒与小球接触过程中小球所带电量不变),已知小球在离开筒以前就已经匀速,且离开筒后做匀速圆周运动,恰在D(0,-2L)处水平进入第三象限。(已知当地重力加速度为g)求:
(1)小球带什么种类的电荷;
(2)E1∶E2是多少;
(3)在圆筒内小球克服摩擦力所做的功是多少。
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如图所示,竖直平面坐标系xOy的第一象限,有垂直xOy面向外的水平匀强磁场和竖直向上的匀强电场,大小分别为B和E;第四象限有垂直xOy面向里的水平匀强电场,大小也为E;第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的半径为R的半圆轨道,轨道最高点与坐标原点O相切,最低点与绝缘光滑水平面相切于N。一质量为m的带电小球从y轴上(y>0)的P点沿x轴正方向进入第一象限后做圆周运动,恰好通过坐标原点O,且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动,过N点水平进入第四象限,并在电场中运动(已知重力加速度为g).
(1)判断小球的带电性质并求出其所带电荷量;
(2)P点距坐标原点O至少多高;
(3)若该小球以满足(2)中OP最小值的位置和对应速度进入第一象限,通过N点开始计时,经时间t=2小球距坐标原点O的距离s为多远?
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如图所示,竖直平面坐标系xOy的第一象限有垂直xOy面向外的水平匀强磁场和竖直向上的匀强电场,大小分别为B和E;第四象限有垂直xOy面向里的水平匀强电场,大小也为E;第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的半径为R的半圆轨道,轨道最高点与坐标原点O相切,最低点与绝缘光滑水平面相切于N,一质量为m的带电小球从y轴上(y>0)的P点沿x轴正方向进入第一象限后做圆周运动,恰好通过坐标原点O,且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动,过N点水平进入第四象限,并在电场中运动(已知重力加速度为g).
(1)判断小球的带电性质并求出其所带电荷量;
(2)P点距坐标原点O至少多高;
(3)若该小球以满足(2)中OP最小值的位置和对应速度进入第一象限,通过N点开始计时,经时间t=2小球距坐标原点O的距离s为多远?
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(16分)如图所示,竖直平面坐标系xOy的第一象限,有垂直xOy面向外的水平匀强磁场和竖直向上的匀强电场,大小分别为B和E;第四象限有垂直xOy面向里的水平匀强电场,大小也为E;第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的半径为R的半圆轨道,轨道最高点与坐标原点O相切,最低点与绝缘光滑水平面相切于N。一质量为m的带电小球从y轴上(y>0)的P点沿x轴正方向进入第一象限后做圆周运动,恰好通过坐标原点O,且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动,过N点水平进入第四象限,并在电场中运动(已知重力加速度为g)。
(1)判断小球的带电性质并求出其所带电荷量;
(2)P点距坐标原点O至少多高;
(3)若该小球以满足(2)中OP最小值的位置和对应速度进入第一象限,通过N点开始计时,经时间小球距坐标原点O的距离s为多大?
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(14分)如图所示,竖直平面坐标系xOy的第一象限,有垂直xOy面向外的水平匀强磁场和竖直向上的匀强电场,大小分别为B和E;第四象限有垂直xOy面向里的水平匀强电场,大小也为E;第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的半径为R的半圆轨道,轨道最高点与坐标原点O相切,最低点与绝缘光滑水平面相切于N。一质量为m的带电小球从y轴上(y>0)的P点沿x轴正方向进入第一象限后做圆周运动,恰好通过坐标原点O,且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动,过N点水平进入第四象限,并在电场中运动(已知重力加速度为g)。
(1)判断小球的带电性质并求出其所带电荷量;
(2)P点距坐标原点O至少多高;
(3)若该小球以满足(2)中OP最小值的位置和对应速度进入第一象限,通过N点开始计时,经时间小球距N点的距离s为多远。
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(10分)如图所示,一光滑绝缘圆管轨道位于竖直平面内,半径为0.2m。以圆管圆心O为原点,在环面内建立平面直角坐标系xOy,在第四象限加一竖直向下的匀强电场,其他象限加垂直于环面向外的匀强磁场。一带电量为+1.0C、质量为0.1kg的小球(直径略小于圆管直径),从x坐标轴上的b点由静止释放,小球刚好能顺时针沿圆管轨道做圆周运动。(重力加速度g取10m/s2)
(1)求匀强电场的电场强度E;
(2)若第二次到达最高点a时,小球对轨道恰好无压力,求磁感应强度B ;
(3)求小球第三次到达最高点a时对圆管的压力。
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(10分)如图所示,一光滑绝缘圆管轨道位于竖直平面内,半径为0.2m。以圆管圆心O为原点,在环面内建立平面直角坐标系xOy,在第四象限加一竖直向下的匀强电场,其他象限加垂直于环面向外的匀强磁场。一带电量为+1.0C、质量为0.1kg的小球(直径略小于圆管直径),从x坐标轴上的b点由静止释放,小球刚好能顺时针沿圆管轨道做圆周运动。(重力加速度g取10m/s2)
(1)求匀强电场的电场强度E;
(2)若第二次到达最高点a时,小球对轨道恰好无压力,求磁感应强度B ;
(3)求小球第三次到达最高点a时对圆管的压力。
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如图所示,一光滑绝缘圆管轨道位于竖直平面内,半径为0.2m。以圆管圆心O为原点,在环面内建立平面直角坐标系xOy,在第四象限加一竖直向下的匀强电场,其他象限加垂直于环面向外的匀强磁场。一带电量为+1.0C、质量为0.1kg的小球(直径略小于圆管直径),从x坐标轴上的b点由静止释放,小球刚好能顺时针沿圆管轨道做圆周运动。(重力加速度g取10m/s2)
(1)求匀强电场的电场强度E;
(2)若第二次到达最高点a时,小球对轨道恰好无压力,求磁感应强度B ;
(3)求小球第三次到达最高点a时对圆管的压力。
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如图所示,竖直平面内的直角坐标系xoy,其第一、三象限内存在水平向右的匀强电场,第四象限内存在竖直向上的匀强电场,场强大小均相等但未知。若在第三象限加上垂直xoy平面的磁场,可使质量为m、带电量为+q的油滴以初速度v0沿直线AO运动,直线AO与y轴负半轴的夹角为45°,重力加速度为g,求:
(1)匀强电场场强大小及第三象限所加磁场的方向;
(2)油滴第一次经过x轴正半轴时与原点O的距离;
(3)若在第四象限加上垂直纸面向外的匀强磁场,可使油滴经一次偏转回到第三象限,求所加磁场磁感应强度大小的取值范围。(答案可保留根号)
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如图所示,竖直平面内的直角坐标系xoy,其第一、三象限内存在水平向右的匀强电场,第四象限内存在竖直向上的匀强电场,场强大小均相等但未知。若在第三象限加上垂直xoy平面的磁场,可使质量为m、带电量为+q的油滴以初速度v0沿直线AO运动,直线AO与y轴负半轴的夹角为45°,重力加速度为g,求:
(1)匀强电场场强大小及第三象限所加磁场的方向;
(2)油滴第一次经过x轴正半轴时与原点O的距离;
(3)若在第四象限加上垂直纸面向外的匀强磁场,可使油滴经一次偏转回到第三象限,求所加磁场磁感应强度大小的取值范围。(答案可保留根号)
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