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【題目】（12分）如圖所示，水平地面上有一輛固定有豎直光滑絕緣管的小車，管的底部有一質量m=0.2g、電荷量q=8×10-5C的小球，小球的直徑比管的內徑略�。诠芸谒谒矫�MN的下方存在著垂直紙面向里、磁感應強度B1= 15T的勻強磁場，MN面的上方還存在著豎直向上、場強E=25V/m的勻強電場和垂直紙面向外、磁感應強度B2=5T的勻強磁場．現(xiàn)讓小車始終保持v=2m/s的速度勻速向右運動，以帶電小球剛經過場的邊界PQ為計時的起點，測得小球對管側壁的彈力FN隨高度h變化的關系如圖所示．g取10m/s2，不計空氣阻力．求：

（1）小球剛進入磁場B1時的加速度大小a；

（2）絕緣管的長度L；

（3）小球離開管后再次經過水平面MN時距管口的距離

【答案】（1）2m/s2（2）1m（3）（）m

【解析】試題分析：（1）以小球為研究對象，豎直方向小球受重力和恒定的洛倫茲力f1，故小球在管中豎直方向做勻加速直線運動，加速度設為a，由牛頓第二定律而

得

（2）由小球對管側壁的彈力FN隨高度h變化的圖象知，在小球運動到管口時，FN＝2.4×10－3N，設v1為小球豎直分速度及由v1使小球受到的洛倫茲力，則

由水平方向平衡知,即

解得

由豎著方向小球做勻加速直線運動得=1m

（3）小球離開管口進入復合場，其中qE＝2×10－3N，mg＝2×10－3N．

故電場力與重力平衡，小球在復合場中做勻速圓周運動，合速度與MN成45°角，m/s軌道半徑為R，此時洛倫茲力充當向心力得

小球離開管口開始計時，到再次經過

MN所通過的水平距離由幾何關系得

對應時間

小車運動距離為x2，m

故△x= x1- x2=（）m

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“嫦娥三號”任務是我國探月工程“繞、落、回”三步走中的第二步，“嫦娥三號”分三步實現(xiàn)了在月球表面平穩(wěn)著陸。一、從100公里×100公里的繞月圓軌道上，通過變軌進入100公里×15公里的繞月橢圓軌道；二、著陸器在15公里高度開啟發(fā)動機反推減速，進入緩慢的下降狀態(tài)，到100米左右著陸器懸停，著陸器自動判斷合適的著陸點；三、緩慢下降到距離月面4米高度時無初速自由下落著陸。下圖是“嫦娥三號”飛行軌道示意圖（懸停階段示意圖未畫出）。下列說法錯誤的是（ ）

A．“嫦娥三號”在橢圓軌道上的周期小于圓軌道上的周期

B．“嫦娥三號”在圓軌道和橢圓軌道經過相切點時的加速度相等

C．著陸器在100米左右懸停時處于失重狀態(tài)

D．著陸瞬間的速度一定小于9m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，三根相互平行的固定長直導線L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反，下列說法正確的是

A. L1所受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面垂直

B. L3所受磁場作用力的方向與L1、L2所在平面垂直

C. L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為

D. L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，某學生實驗小組借用“探究加速度與力、質量的關系”的實驗裝置，進行“探究合外力做功和動能變化的關系”的實驗：

（1）實驗時使小車在砝碼和托盤的牽引下運動，以此定量探究細繩拉力做功與小車動能變化的關系。

①實驗準備了打點計時器及配套的電源、導線、復寫紙、天平及圖中所示的器材。若要完成該實驗，必需的實驗器材還有__________。

②為達到平衡摩擦力的目的，取下細繩和托盤，通過調節(jié)墊片的位置，改變長木板傾斜程度，根據打出的紙帶判斷小車是否做________運動。

（2）連接細繩及托盤，放入砝碼，通過實驗得到如下圖所示的紙帶。紙帶上O為小車運動起始時刻所打的點，選取時間間隔為0.1s的相鄰計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G。

實驗時測得小車的質量為M=200g，小車所受細繩的的拉力為F=0.2N，其余數(shù)據填入下表：

請在表格中的兩個空格中補填缺少的數(shù)據__________，___________(結果保留至小數(shù)點后4位)；

分析上述數(shù)據中后兩列可知：在實驗誤差允許的范圍內________________________________。

（3）實驗小組進一步討論認為可以通過繪制v2-s圖線來分析實驗數(shù)據。請根據表中各計數(shù)點的實驗數(shù)據在圖中標出對應的坐標點，并畫出v2-s圖線___________。

分析△v2-s圖線為一條通過遠點的直線，直線的斜率如果在實驗誤差允許范圍內等于理論值，也可以得出相同的結論。這種方案中直線斜率表達式為k=________（用題目中相關物理量字母表示）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一根質量為m、長度為d的導體棒，通有垂直紙面向里的電流I，被長度為L的輕質絕緣細線懸掛在天花板上，處于靜止。此時在此空間加豎直向下的勻強磁場，磁場的磁感應強度大小為B，保持導體棒中的電流I始終不變，細線偏離豎直方向的夾角最大值為60°，導體棒始終保持水平，則（ ）

A. 磁場的磁感應強度大小為

B. 磁場的磁感應強度大小為

C. 在導體棒擺動過程中細線上拉力最大時上升的高度為

D. 在導體棒擺動過程中細線的最大拉力為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長的粗糙斜面固定在水平面上，物塊a通過平行于斜面的輕繩跨過光滑輕滑輪與物塊b相連，b的質量為m.開始時，a、b均靜止且a剛好不受斜面摩擦力作用．現(xiàn)對b施加豎直向下的恒力F，使a、b做加速運動，則在b下降h高度過程中(　　)

A. a的加速度為

B. a的重力勢能增加mgh

C. 繩的拉力對a做的功等于a的機械能的增加量

D. F對b做的功與摩擦力對a做的功之和等于a、b的動能的增加量

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在傾角為θ＝30°的斜面上，固定一寬L＝0.25m的平行光滑金屬導軌，在導軌上端接入電源和滑動變阻器R。電源電動勢E＝12V，內阻r＝1Ω，一質量m＝20g的金屬棒ab與兩導軌垂直并接觸良好。整個裝置處于磁感應強度B＝0.80T、垂直于斜面向上的勻強磁場中（導軌與金屬棒的電阻不計）。取g＝10m/s2，要保持金屬棒在導軌上靜止，求：

（1）金屬棒所受到的安培力的大小．

（2）通過金屬棒的電流的大�。�

（3）滑動變阻器R接入電路中的阻值．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示.一根長導線彎曲成如圖所示形狀.通以直流電I.正中間用絕緣線懸掛一金屬環(huán)C.環(huán)與導線處于同一豎直平面內．在電流I增大的過程中.下列敘述正確的是( )

A. 金屬環(huán)中無感應電流產生

B. 金屬環(huán)中有順時針方向的感應電流

C. 懸掛金屬環(huán)C的豎直線中的張力不變

D. 金屬環(huán)C仍能保持靜止狀態(tài)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學設計了用如圖所示的電路，來測量電源的電動勢E和內阻r，圖中兩個電流表A1、A2完全相同，定值電阻阻值為R0．則：

(1)閉合開關S0之前，先將電阻箱接入電路的阻值調到 ___（選填“最大”或“最小”），再閉合開關S0，閉合關開Sl，然后，調節(jié)電阻箱的阻值，使電流表A2的指針偏轉較大（接近滿偏），讀出電流表A2的電流值和這時電阻箱的阻值R1；斷開開關Sl，調節(jié)電阻箱的阻值，使電流表A2的示數(shù)再次為I0，記下這時電阻箱的阻值R2，則電流表A1的阻值為______

(2)閉合開關S0、S2，斷開開關S1，依次調節(jié)電阻箱的阻值，記錄每次調節(jié)后電阻箱的阻值R和電流表A1的示數(shù)I根據記錄的R、I，作出IR-I圖像，則圖像可能是______

(3)若根據(2)題記錄的R、I，作出 -R圖像，通過對圖像的處理，得到圖像與縱軸的截距為a，圖像的斜率為b，則電源的電動勢E=____，電源的內阻r= ________

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