如图所示,光滑水平面上方有垂直纸面向里、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场,质量M=2kg的平板小车以v0=14m/s的速度在水平面上运动,将质量为m=0.1kg、电荷量q=0.2C的绝缘小物

◎ 题目

如图所示,光滑水平面上方有垂直纸面向里、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场,质量M=2kg的平板小车以v0=14m/s的速度在水平面上运动,将质量为m=0.1kg、电荷量q=0.2C的绝缘小物块,无初速的放在小车的右端,小车足够长,与物块之间有摩擦,g取10m/s2.求:
(1)物块的最大速度;
(2)小车的最小速度;
(3)产生的最大内能.
魔方格

◎ 答案

(1)设物块与小车对静止 由动量守恒:MV0=(M+m)V 则V=13.3m/s
因qVB=1.33N>mg=1N 故小车、物块不会相对静止
则当qVmB=mg时 物块有最大速度  VM=
mg
qB
=10m/s
(2)当物块速度最大时,小车速度最小
由水平方向上动量守恒:MV0=MV1+mVm
∴V1=13.5m/s
(3)由能量守恒,产生的最大内能:
 Q=
1
2
MV02
-
1
2
MV12
-
1
2
MVM2

∴Q=8.75J
答:(1)物块的最大速度为10m/s;(2)小车的最小速度为13.5m/s;(3)产生的最大内能为8.75J.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,光滑水平面上方有垂直纸面向里、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场,质量M=2kg的平板小车以v0=14m/s的速度在水平面上运动,将质量为m=0.1kg、电荷量q=0.2C的绝缘小物…”主要考查了你对  【共点力的平衡】,【带电粒子在匀强磁场中的运动】,【能量守恒定律、第一类永动机】  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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