高二物理题20分求解(要过程)如图所示,一绝缘细棒处在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-16
如图所示,在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,水平放 置一足够长的绝缘直棒,棒上套着一个带正电荷的小球,

(1)当小球受到的洛伦兹力与重力平衡时,小球不受摩擦力,此时加速度达到最大。
f=qvB=mg
v=mg/qB
a=F/m=Eq/m

(2)当摩擦力与电场力平衡时,小球的速度达到最大值,设最大值为vm
f=qvmB
u(f-mg)=Eq
u(qvmB-mg)=Eq
vm=(Eq+umg)/uqB

(1)小球对斜面的正压力恰好为零时:qE=mg迅速将电场方向反向后,对小球受力分析可得:N+qvB=(mg+qE)cosθ(mg+qE)sinθ=ma得 a=3gsinθ随v增大,斜面的支持力N减小,当N=0时,小球离开斜面,此时速度vm=(mg+qE)cosθqB=3mgcosθqB由动能定理得:(qE+mg)sinθ?x=12mv2解得:x=m2gcos2θq2B2sinθ (2)对小球受力分析,在沿斜面方向上合力为(qE+mg)sinθ,且恒定,故沿斜面方向上做匀加速直线运动.由牛顿第二定律得:(qE+mg)sinθ=ma得:a=2gsinθ由x=12at2得:t=mcosθqBsinθ 答:(1)小球能在斜面上滑行m2gcos2θq2B2sinθ; (2)小球在斜面上滑行的时间是mcosθqBsinθ.

  解:⑴当运动到B点时,因恰好对棒无力的作用,说明N=0,小环在B点的受力如图所示。因在B点垂直于细棒的方向上受力平衡,所以有:

  qvB=mgcos530+qEsin530,解得在B点的速度V=1m/s

  ⑵从A到B运动的过程中,重力做正功,电场力做负功,洛伦兹力不做功,设克服摩擦力做功为Wf,则由动能定理列出:

  mgLsin530-qELcos530-Wf=mv2/2

  带入已知数据可解得:克服摩擦力做功Wf=0.25J,由功能关系可知,这一过程中,产生的热量Q=0.25J。



1)在B点时恰好对棒无力的作用:qvB=qEsin53°+mgcos53°
2)由动能定理:0.5mgsin53°-0.5qEcos53°-Q=1/2mv^2

1)在B点时恰好对棒无力的作用可得qE=qvBsin53 mg=qvBcos53
2)洛伦兹力不做功。由动能定理可得 0.5mgsin53-0.5qEcos53-Q=1/2mv^2

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