一个质量为m、带有电荷为-q的小物体,可在水平轨道Ox上运动,O端有一与轨道垂直的固定墙.轨道处于匀强电场中,场强大小为E,方向沿Ox轴正方向,如图所示,小物体

一个质量为m、带有电荷为-q的小物体,可在水平轨道Ox上运动,O端有一与轨道垂直的固定墙.轨道处于匀强电场中,场强大小为E,方向沿Ox轴正方向,如图所示,小物体

题型:南汇区一模难度:来源:
一个质量为m、带有电荷为-q的小物体,可在水平轨道Ox上运动,O端有一与轨道垂直的固定墙.轨道处于匀强电场中,场强大小为E,方向沿Ox轴正方向,如图所示,小物体以速度υ0从图示位置向左运动,运动时受到大小不变的摩擦力f作用,且f<qE,设小物体与墙壁碰撞时不损失机械能,且电量保持不变,求
(1)它停止前所通过的总路程S.
(2)假如f与qE之间的大小没有f<qE的约束条件,将如何求解?魔方格
答案

(1)由于f<qE,且电场力水平向左,所以最后只能停在O端
qEX0-fs=0-
1
2
mV02              
得:s=
qEx0+
1
2
m
v20
f
              
(3)讨论:
①在碰撞前停下,即f>qE+
m
v20
2x0
时,s=
m
v20
2(f-qE)

②在墙壁处停下,即f=qE+
m
v20
2x0
时,s=x0
③在与墙壁碰撞后向右停下,即qE+
m
v20
2x0
>f>qE
时,qE(2x0-s)-fs=0-
1
2
m
v20
,即s=
2qEx0+
1
2
m
v20
qE+f

答:(1)它停止前所通过的总路程S为
qEx0+
1
2
m
v20
f

(2)假如f与qE之间的大小没有f<qE的约束条件,当f>qE+
m
v20
2x0
时,s=
m
v20
2(f-qE)
;当f=qE+
m
v20
2x0
时,s=x0,当qE+
m
v20
2x0
>f>qE
时,s=
2qEx0+
1
2
m
v20
qE+f
举一反三
如图所示,宽为L=0.5m、足够长的平行金属导轨MN和M’N’固定在倾角为θ=37°的斜面上,在N和N’之间连有一个0.8Ω的电阻R.在导轨上AA’处放置一根与导轨垂直、质量为m=0.2kg、电阻r=0.2Ω的金属棒,导轨电阻均不计.在导轨所围的区域存在一个磁感应强度B=2.0T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场,已知金属棒和导轨间的动摩擦因数为μ=0.25.现在金属棒中点施加一个垂直于金属棒且沿斜面向上的外力F,使金属棒从静止开始以加速度a=lm/s2沿斜面向上做匀加速直线运动,经3s恰好经过CC‘处.求:
(1)金属棒从AA‘运动到CC‘过程中通过R的电荷量;
(2)金属棒通过CC‘时所施加的外力F的大小;
(3)如果在此过程中外力F所做的功为17.1J,求在此过程中金属棒放出的焦耳热是多少?魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,ab、cd为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距l为0.5m,导轨左端连接一个4Ω的电阻R,将一根质量为0.2kg的金属棒ef垂直地放置导轨上,且与导轨接触良好.金属棒的电阻r大小为1Ω,导轨的电
阻不计.整个装置放在磁感强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下,现对金属棒施加一水平向右的拉力F使棒从静止开始向右运动.当棒的速度达到v0=3m/s后保持拉力的功率恒为5W,从此时开始计时(即此时t=0),已知从计时开始直至金属棒达到稳定速度的过程中电流通过电阻R做的功为6.72J.试解答以下问题:
(1)金属棒达到的稳定速度V是多少?
(2)金属棒从t=0开始直至达到稳定速度所需的时间是多少?
(3)试估算金属棒从t=0开始,直至达到稳定速度的过程中通过电阻R的电荷量的最大值是多少?魔方格
题型:自贡模拟难度:| 查看答案
一质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点,小球在水平拉力F作用下,从平衡位置P点由静止迅速拉到Q点,并使其获得速率v,如图所示,则力F所做的功为(  )
A.mglcosθB.mgl(1-cosθ)
C.FlcosθD.mgl(1-cosθ)+
1
2
mv2
魔方格
题型:房山区模拟难度:| 查看答案
如图所示,平行正对金属板相距为d,板长为L,板间电压为U,C是宽为d的挡板,其上下两端点与A和B板水平相齐,且C离金属板与屏S的距离均为
L
2
,C能吸收射到它表面的所有粒子.现让电荷量为q的带电粒子沿A、B两板中线入射,带电粒子的质量、速率均不相同,不计重力.求:
(1)带电粒子到达屏S上的宽度;
(2)初动能多大的粒子能到达屏上.魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
飞行时间质谱仪可以根据带电粒子的飞行时间对气体分子进行分析.如图所示,在真空状态下,自脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生不同正离子,自a板小孔进入a、b间的加速电场,从b板小孔射出,沿中线方向进入M、N板间的方形区域,然后到达紧靠在其右侧的探测器.已知极板a、b间的电压为U0,间距为d,极板M、N的长度和间距均为L.不计离子重力及经过a板时的初速度.
(1)若M、N板间无电场和磁场,请推导出离子从a板到探测器的飞行时间t与比荷k(k=
q
m
,q和m分别为离子的电荷量和质量)的关系式;
(2)若在M、N间只加上偏转电压U1,请论证说明不同正离子的轨迹是否重合;
(3)若在M、N间只加上垂直于纸面的匀强磁场.已知进入a、b间的正离子有一价和二价的两种,质量均为m,元电荷为e.要使所有正离子均能通过方形区域从右侧飞出,求所加磁场的磁感应强度的最大值Bm魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
最新试题
热门考点

超级试练试题库

© 2017-2019 超级试练试题库,All Rights Reserved.