带负电的小物体A放在倾角为θ(sinθ=0.6)的绝缘斜面上,整个斜面处于范围足够大、方向水平向右的匀强电场中,如图所示。物体A的质量为m、电量为-q,与斜面间的动摩擦因数为μ,

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 受力分析/2022-10-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

带负电的小物体A放在倾角为θ(sinθ=0.6)的绝缘斜面上,整个斜面处于范围足够大、方向水平向右的匀强电场中,如图所示。物体A的质量为m、电量为-q,与斜面间的动摩擦因数为μ,它在电场中受到的电场力的大小等于重力的一半。物体A在斜面上由静止开始下滑,经时间t后突然在斜面区域加上范围足够大的匀强磁场,磁场方向与电场强度方向垂直,磁感应强度大小为B,此后物体A沿斜面继续下滑距离L后离开斜面。重力加速度为g。求:

(1)物体A在斜面上的运动情况?说明理由。
(2)加磁场前A沿斜面运动的距离为多少?
(3)物体A在斜面上运动过程中有多少能量转化为内能?(结果用字母表示)

◎ 答案

(1)见解析;(2)(3)

◎ 解析


试题分析:(1)物体A在斜面上受重力、电场力、支持力和滑动摩擦力的作用,方向如图。

由此可知:①小物体A在恒力作用下,先在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动;②加上匀强磁场后,还受方向垂直斜面向上的洛伦兹力作用,方可使A离开斜面,故磁感应强度方向应垂直斜面向里。随着速度的增加,洛伦兹力增大,斜面的支持力减小,滑动摩擦力减小,物体继续做加速度增大的加速运动,直到斜面的支持力变为零,此后小物体A将离开斜面。   
(2)加磁场之前,物体A做匀加速运动,据牛顿运动定律有
   
又有  


解得
A沿斜面运动的距离为

(3)加上磁场后,受洛伦兹力,随速度v增大,支持力FN减小,直到=0时,物体A将离开斜面,有
    
解得      
物体A在斜面上运动的全过程中,重力和电场力做正功,滑动摩擦力做负功,洛伦兹力不做功。
根据动能定理有
  
物体A克服摩擦力做功,机械能转化为内能

◎ 知识点

    专家分析,试题“带负电的小物体A放在倾角为θ(sinθ=0.6)的绝缘斜面上,整个斜面处于范围足够大、方向水平向右的匀强电场中,如图所示。物体A的质量为m、电量为-q,与斜面间的动摩擦因数为μ,…”主要考查了你对  【受力分析】  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。

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