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(20分)如图所示,直角坐标系xoy位于竖直平面内,y轴正方向竖直向上,x轴正方向水平向右。空间中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强磁场垂直xoy平面向里,磁感应强度大小为B。匀强电场(图中未画出)方向平行于xoy平面,小球(可视为质点)的质量为m、带电量为+q,已知电场强度大小为,g为重力加速度。

(1)若匀强电场方向水平向左,使小球在空间中做直线运动,求小球在空间中做直线运动的速度大小和方向;
(2)若匀强电场在xoy平面内的任意方向,确定小球在xoy平面内做直线运动的速度大小的范围;
(3)若匀强电场方向竖直向下,将小球从O点由静止释放,求小球运动过程中距x轴的最大距离。
(1);方向斜向下与x轴方向夹角45°;(2);(3)

试题分析:(1)由题意知小球做匀速直线运动  (2分)
受力分析如图
        (2分)
匀速直线运动速度大小 (1分)
方向如图,斜向下与x轴方向夹角45°   (1分)

(2)小球做直线运动的条件为:洛仑兹力与电场力和重力的合力为一对平衡力。当电场在xoy平面内方向任意时,电场力与重力合力最大值为2mg (1分)最小值为零   (1分)
则:     (2分)
        (2分)
 (2分)
(3)设小球运动到最低位置时下落高度为H,此时速度最大为v0,方向水平 (2分)
任意时刻v沿x轴正向、y轴负向的分速度分别为vx,vy.
与vy.对应的洛仑兹力水平分力方向沿x轴正向,
小球由静止释放到最低点的过程中,应用动量定理得:
  (2分)
小球由静止释放到最低点的过程中,由动能定理得:
   (1分)
解得:  (1分)
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一物体受三个共点力的作用,可能使物体做匀速直线运动的是( )
A.F1=1N、F2=7N、F3=9NB.F1=8N、F2=2N、F3=11N
C.F1=7N、F2=1N、F3=5ND.F1=10N、F2=10N、F3=1N

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上,质量为m的木块静止在斜面体上。下列结论正确的是(   )
A.木块受到的摩擦力大小是
B.木块对斜面体的压力大小是mgcosα
C.桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsinαcosα
D.桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

斜面上的物体受到平行于斜面向下的力F作用,力F随时间变化的图象及物体运动的v-t图象如图所示.由图象中的信息能够求出的物理量或可以确定的关系有
A.物体的质量mB.斜面的倾角
C.D.物体与斜面间的动摩擦因数

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,一根长为的细绝缘线,上端固定,下端系一个质量为m的带电小球,将整个装置放入一匀强电场,电场强度大小为E,方向水平向右,已知:当细线偏离竖直方向为θ=370时,小球处于平衡状态,(sin370=0.6)试求:

(1)小球带何种电荷,带电量为多少;
(2)如果将细线剪断,小球经时间t发生的位移大小;
(3)若将小球拉至最低点无初速释放,当小球运动到图示位置时受到线的拉力的大小。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图将两个质量均为m的小球a、b用细线相连悬挂于O点,用力F拉小球a,使整个装置处于静止状态,且悬线oa与竖直方向的夹角为θ=30o,则F的最小值为(     )
A.B.mgC.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,细绳竖直拉紧,小球和光滑斜面接触,则小球受到的力是
A.重力、绳的拉力
B.重力、绳的拉力、斜面的弹力
C.重力、斜面的弹力
D.绳的拉力、斜面的弹力

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,两根光滑金属导轨平行放置,导轨所在平面与水平面间的夹角为θ.整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中.金属杆ab垂直导轨放置,当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流I时,金属杆ab刚好静止.则(  )
A.磁场方向竖直向上
B.磁场方向竖直向下
C.金属杆ab受安培力的方向平行导轨向上
D.金属杆ab受安培力的方向水平向右

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,光滑绝缘水平桌面上有A、B两个带电小球(可以看成点电荷),A球带电量为+2q,B球带电量为-q,将它们同时由静止开始释放,A球加速度的大小为B球的3倍.现在AB中点固定一个带电小球C(也可看作点电荷),再同时由静止释放A、B两球,释放瞬间两球加速度大小相等.则C球带电量可能为 (   )

A.q      B.q
C.q        D.q

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