(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。
高二物理计算题困难题
(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,内壁光滑的绝缘管做成的圆环半径为R,位于竖直平面内。管的内径远小于R,以环的圆心为原点建立平面坐标系xoy,在第四象限加一竖直向下的匀强电场,其它象限加垂直环面向外的匀强磁场。一电荷量为+q、质量为m的小球在管内从b点由静止释放,小球直径略小于管的内径,小球可视为质点。要使小球能沿绝缘管做圆周运动通过最高点a。
(1)电场强度至少为多少?
(2)在(1)问电场强度取最小值的情况下,要使小球继续运动,第二次通过最高点a时,小球对绝缘管恰好无压力,匀强磁场的磁感应强度多大?(重力加速度为g)
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如图所示,竖直平面直角坐标系中,一半径为R的绝缘光滑管道位于其中,管道圆心坐标为(0,R),其下端点与x轴相切与坐标原点,其上端点与y轴交于C点,坐标为(0,2R)。在第二象限内,存在水平向右、范围足够大的匀强电场,电场强度大小为,在范围内,有水平向左,范围足够大的匀强电场,电场强度大小为。现有一与x轴正方向夹角为45°,足够长的绝缘斜面位于第一象限的电场中,斜面底端坐标为(R,0),x轴上范围内是水平光滑轨道,左端与管道下端相切,右端与斜面底端平滑连接,有一质量为m,带电量为+q的小球,从静止开始,由斜面上某点A下滑,通过水平光滑轨道(不计转角处能量损失),从管道下端点B进入管道(小球直径略小于管道内径,不计小球的电量损失)(已知重力加速度为g)。试求:
(1)小球至少从多高处滑下,才能到达管道上端点C?要求写出此时小球出发点的坐标;
(2)在此情况下,小球通过管道最高点C受到的压力多大?方向如何?
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如图所示:一个3/4圆弧形光滑圆管轨道ABC,放置在竖直平面内,轨道半径为R,在A 点与水平地面AD相接,地面与圆心O等高,MN 是放在水平地面上长为3R、厚度不计的减振垫,左端M正好位于A点。一个质量为m的小球从A处管口正上方某处由静止释放,若不考虑空气阻力,小球可看作质点,那么以下说法中正确的是 ( )
A.要使球能从C点射出后能打到垫子上,则球经过C点时的速度至少为
B.要使球能从C点射出后能打到垫子上,则球经过C点时的速度至少为
C.若球从C点射出后恰好能打到垫子的M端,则球经过C点时对管的作用力大小为
D.要使球能通过C点落到垫子上,球离A点的最大高度是
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如图所示,ABC是固定在竖直平面内的绝缘圆弧轨道,圆弧半径为 R .A点与圆心O等高,B、C点处于竖直直径的两端.PA是一段绝缘的竖直圆管,两者在A点平滑连接,整个装置处于方向水平向右的匀强电场中.一质量为m、电荷量为+q的小球从管内与C点等高处由静止释放,一段时间后小球离开圆管进入圆弧轨道运动.已知匀强电场的电场强度 ( g 为重力加速度),小球运动过程中的电荷量保持不变,忽略圆管和轨道的摩擦阻力.求:
(1)小球到达B点时速度的大小;
(2)小球到达B点时对圆弧轨道的压力;
(3)请通过计算判断小球能否通过圆弧轨道上的C点。
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如图所示,ABC是固定在竖直平面内的绝缘圆弧轨道,圆弧半径为R.A点与圆心O等高,B、C点处于竖直直径的两端.PA是一段绝缘的竖直圆管,两者在A点平滑连接,整个装置处于方向水平向右的匀强电场中。一质量为m、电荷量为+q的小球从管内与C点等高处由静止释放,一段时间后小球离开圆管进入圆弧轨道运动。已知匀强电场的电场强度(g为重力加速度),小球运动过程中的电荷量保持不变,忽略圆管和轨道的摩擦阻力。求:
(1)小球到达B点时对圆弧轨道的压力;
(2)小球在圆弧轨道运动过程中速度最大为多少?
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如图所示,一内壁光滑的绝缘圆管ADB固定在竖直平面内,圆管的圆心为0,D点为圆管的最低点,A、B两点在同一水平线上,AB=2L,圆环的半径rL(圆管的直径忽略不计),过OD的虚线与过AB的虚线垂直相交于C点,在虚线AB的上方存在水平向右的、范围足够大的匀强电场;虚线AB的下方存在竖直向下的、范围足够大的匀强电场,电场强度大小等于,圆心0正上方的P点有一质量为m、电荷量为﹣q(q>0)的绝缘小物体(可视为质点),PC间距为L.现将该小物体无初速度释放,经过一段时间,小物体刚好沿切线无碰撞地进入圆管内,并继续运动,重力加速度用g表示。
(1)虚线AB上方匀强电场的电场强度为多大?
(2)小物体到达A点时速度的大小?
(3)小物体由P点运动到B点的时间为多少?
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