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如图所示，在理想边界MN的上方有方向向右的匀强电场E，下方有垂直纸面向外的磁感应强度大小为B=0.20T的匀强磁场，电场和磁场的范围足够大．一根光滑的绝缘塑料细杆abcd弯成图
网友投稿 2022-11-05 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示，在理想边界MN的上方有方向向右的匀强电场E，下方有垂直纸面向外的磁感应强度大小为B=0.20T的匀强磁场，电场和磁场的范围足够大．一根光滑的绝缘塑料细杆abcd弯成图示形状，其中ab段是竖直的，bcd正好构成半径为R
1
=0.20m的半圆，bd位于边界MN上，将一个质量为m=0.10kg、电量为q=0.50C的带正电金属环套在塑料杆ab上，从距离b点高R处由静止开始释放后，g=10m/s
2
．求：
（1）金属环经过最低点c处时对塑料杆的作用力；
（2）如果金属环从d点进入电场后，正好垂直打在塑料杆ab段上，求电场强度E的大小．
◎ 答案
（1）设金属环运动到最低点C的速度为v
c
，
根据动能定理：mgR?2R=
1
2
m
v
2c
解得：v
c
=
4gR
=2
2
m/s
在最低点C处对金属环分析受力，
根据牛顿第二定律有：
F
N
+Bq
v
c
-mg=m
v
2c
R
解得：F
N
=5mg-Bqv
c
=4.72N
根据牛顿第三定律得，金属环对塑料杆的作用力为4.72N，方向向下．
（2）设金属环运动到d点时速度为v
d
．
根据动能定理可得：
mg?R=
1
2
m
v
2d
进入电场中运动，在竖直方向上只受重力作用，做竖直上抛运动，当垂直打在ab杆上时，速度的竖直分量减为零，
设时间为t
1
，则有0=v
d
-gt
1
水平方向上的加速度设 为a
1
．
则有qE=ma
1
2R=
1
2
a
1
t
21
解得a
1
=20m/s
2
E=4N/C
答：（1）金属环经过最低点c处时对塑料杆的作用力为4.72N，方向向下；
（2）如果金属环从d点进入电场后，正好垂直打在塑料杆ab段上，则电场强度E的大小为4N/C．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，在理想边界MN的上方有方向向右的匀强电场E，下方有垂直纸面向外的磁感应强度大小为B=0.20T的匀强磁场，电场和磁场的范围足够大．一根光滑的绝缘塑料细杆abcd弯成图…”主要考查了你对 【动能定理】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/364716.html
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