如图所示,光滑绝缘水平桌面上固定一绝缘挡板P,质量分别为和的小物块A和B(可视为质点)分别带有和的电荷量,两物块由绝缘的轻弹簧相连,一不可伸长的轻绳跨过定滑轮,一端与

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 磁场,地磁场/2023-04-12 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,光滑绝缘水平桌面上固定一绝缘挡板P,质量分别为的小物块A和B(可视为质点)分别带有的电荷量,两物块由绝缘的轻弹簧相连,一不可伸长的轻绳跨过定滑轮,一端与物块B 连接,另一端连接轻质小钩。整个装置处于正交的场强大小为E、方向水平向左的匀强电场和磁感应强度大小为B  、方向水平向里的匀强磁场中。物块A,B  开始时均静止,已知弹簧的劲度系数为K,不计一切摩擦及AB间的库仑力,物块A、B所带的电荷量不变,B不会碰到滑轮,物块A、B均不离开水平桌面。若在小钩上挂一质量为M的物块C并由静止释放,可使物块A对挡板P的压力为零,但不会离开P,则

(1)求物块C下落的最大距离;
(2)求小物块C下落到最低点的过程中,小物块B的电势能的变化量、弹簧的弹性势能变化量;
(3)若C的质量改为2M,求小物块A刚离开挡板P时小物块B的速度大小以及此时小物块B对水平桌面的压力.

◎ 答案

(1)  (5分)
(2) (7分)
(3)  (8分)

◎ 解析

(1)开始时弹簧的形变量为,对物体B由平衡条件可得:
      (2分)
设A刚离开挡板时,弹簧的形变量为,对物块B由平衡条件可得:
     (2分)
故C下降的最大距离为:    (1分)
(2)物块C由静止释放下落至最低点的过程中,B的电势能增加量为:      (3分)
由能量守恒定律可知:物块由静止释放至下落至最低点的过程中,c的重力势能减小量等于
B的电势能的增量和弹簧弹性势能的增量即:
       (3分)
解得:       (1分)
(3)当C的质量为2M时,设A刚离开挡板时B的速度为V,由能量守恒定律可知:
         (3分)
解得A刚离开P时B的速度为:      (1分)
因为物块AB均不离开水平桌面,所以对物块B竖直方向受力平衡:
       (3分)
解得:       (1分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,光滑绝缘水平桌面上固定一绝缘挡板P,质量分别为和的小物块A和B(可视为质点)分别带有和的电荷量,两物块由绝缘的轻弹簧相连,一不可伸长的轻绳跨过定滑轮,一端与…”主要考查了你对  【磁场,地磁场】  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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