一质量为M="0.8"kg的中空的、粗细均匀的、足够长的绝缘细管,其内表面粗糙、外表面光滑;有一质量为m="0.2"kg、电荷量为q="0.1"C的带正电小滑块以水平向右的速度进
◎ 题目
一质量为M =" 0.8" kg的中空的、粗细均匀的、足够长的绝缘细管,其内表面粗糙、外表面光滑;有一质量为m =" 0.2" kg、电荷量为q =" 0.1" C的带正电小滑块以水平向右的速度进入管内,如图甲。细管置于光滑的水平地面上,细管的空间能让滑块顺利地滑进去,示意图如图乙。运动过程中滑块的电荷量保持不变。空间中存在垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁感强度为B =" 1.0" T。(取水平向右为正方向,g =" 10" m/s2) (1)滑块以v0 = 10 m/s的初速度进入管内,则系统最终产生的内能为多少? (2)滑块最终的稳定速度vt取决于滑块进入细管时的初速度v0,请以滑块的初速度v0为横坐标、滑块最终稳定时的速度vt 为纵坐标,在丙图中画出滑块的vt—v0图象(只需画出v0的取值范围在0至60 m/s的图象)。 |
◎ 答案
见解析 |
◎ 解析
(1)小球刚进入管内时受到洛仑兹力为: N (1分) 依题意小球受洛仑兹力方向向上,,小球与管的下壁有弹力,摩擦使球减速至最终与细管速度相同时,两者以共同速度v运动 (1分) 由动量守恒定律: (2分) 得v =" 2" m/s (1分) 系统产生内能: (2分) 得:Q =" 8" J (1分) (2)如图。(每段4分,共8分) 分析:当滑块对管的上下壁均无压力时,滑块进入细管的速度满足: 得:m/s ①当小球初速小于m/s时,,小球与管的下壁有弹力,摩擦力使小球最终与管共速,系统动量守恒: 代入数据得: (m/s) ②当初速度大于时细管离开地面: 代入数据得: m/s ③当小球初速20m/s≤v0≤100m/s时,小球与管的上壁有弹力,摩擦使球减速最终速度为, 即:m/s |
◎ 知识点
专家分析,试题“一质量为M="0.8"kg的中空的、粗细均匀的、足够长的绝缘细管,其内表面粗糙、外表面光滑;有一质量为m="0.2"kg、电荷量为q="0.1"C的带正电小滑块以水平向右的速度进…”主要考查了你对 【带电粒子在复合场中的运动】 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。- 最新内容
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上一篇:(10分)如图所示,在第一象限有一匀强电场,场强大小为E,方向与y轴平行;在x轴下方有一匀强磁场,磁场方向与纸面垂直。一质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子以平行于x轴的速度从
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