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    如图所示，在光滑绝缘水平桌面内放置一长为L、内壁光滑的薄壁绝缘管，在管的a端放置一个直径比管直径略小的小球，小球带电荷量为-q、质量为m。管右边的空间存在着垂直于水平桌面向上的匀强磁场，磁感应强度为B。磁场的左边界与细管平行，右边界足够远。管带着小球以水平速度v0垂直于左边界进入场中向右运动，由于水平外力F的作用，管匀速进入场中运动，一段时间后小球从管b端滑出并能在水平桌面内运动，最后从左边界飞离磁场。运动过程中小球的电荷量保持不变，不计一切阻力，求：

    （1）小球从管b端滑出时速度的大小；

    （2）从管进入场至小球从b端滑出的过程中，外力F所做的功；

    （3）从细管进入磁场至小球离开磁场的过程中小球的最大位移。

    小球在管中和管一起向右运动，受到指向管口的洛仑兹力的作用，产生的加速度

    小球运动到管口时的速度(相对于管)　

    因此小球从管中出来时的速度为（相对于磁场）

    (2)管匀速运动,故小球在管中运动时,F是变力,随管的位移而均匀增

    大,所以F做的功可由动能定理得

    　　 得

    （3）设小球在磁场中运动的半径为R，根据题意分析，运动的情况如图示

    小球在管中的运动时间

    小球向右运动的位移

    又因洛仑兹力提供带电粒子做圆周运动的向心力

    由图可知几何关系　　　 和　 得

    即 　，

    即小球飞离磁场时的速度与左侧的边界垂直，运动的最大位移

    　 其中 　

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，在光滑绝缘的水平直轨道上有两个带电小球a和b，a球质量为2m、带电量为+q，b球质量为m、带电量为+2q，两球相距较远且相向运动．某时刻a、b球的速度大小依次为v和1.5v，由于静电斥力的作用，它们不会相碰．则下列叙述正确的是（　　）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2012?汕头一模）如图所示，在光滑绝缘水平面上，不带电的绝缘小球P2静止在O点．带正电的小球P1以速度v0从A点进入AB区域．随后与P2发生正碰后反弹，反弹速度为
    2
    3
    v0．从碰撞时刻起在AB区域内加上一个水平向右，电场强度为E0的匀强电场，并且区域外始终不存在电场．P1的质量为m1，带电量为q，P2的质量为m2=5m1，A、O间距为L0，O、B间距为L=
    4L0
    3
    ，已知
    qE0
    m1
    =
    4v02
    3L0
    ．
    （1）求碰撞后小球P1向左运动的最大距离及所需时间．
    （2）判断两球能否在OB区间内再次发生碰撞．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd，其边长为L，总电阻为R，放在磁感应强度为B．方向竖直向下的匀强磁场的左边，图中虚线MN为磁场的左边界．线框在大小为F的恒力作用下向右运动，其中ab边保持与MN平行．当线框以速度v0进入磁场区域时，它恰好做匀速运动．在线框进入磁场的过程中，
    （1）线框的ab边产生的感应电动势的大小为E 为多少？
    （2）求线框a、b两点的电势差．
    （3）求线框中产生的焦耳热．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量正电的点电荷M、N，分别固定在A、B两点，O为AB连线的中点，CD为AB的垂直平分线．在CO之间的F点由静止释放一个带负电的小球P（设不改变原来的电场分布），在以后的一段时间内，P在CD连线上做往复运动．若（　　）
    A、小球P的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中振幅不断减小B、小球P的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中每次经过O点时的速率不断减小C、点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，则小球P往复运动过程中周期不断减小D、点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，则小球P往复运动过程中振幅不断减小

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，在光滑绝缘水平面上有直角坐标系xoy，将半径为R=0.4m，内径很小、内壁光滑、管壁极薄的圆弧形绝缘管AB水平固定在第二象限内，它的A端和圆心O′都在y轴上，B端在x轴上，O′B与y轴负方向夹角θ=60°．在坐标系的第一、四象限不同区域内存在着四个垂直于水平面的匀强磁场，a、b、c为磁场的理想分界线，它们的直线方程分别为a：y=0.2；b：y=-0.1；c：y=-0.4；在a、b所围的区域Ⅰ和b、c所围的区域Ⅱ内的磁感应强度分别为B1、B2，第一、四象限其它区域内磁感应强度均为B0．当一质量m=1.2×10-5kg、电荷量q=1.0×10-6C，直径略小于绝缘管内径的带正电小球，自绝缘管A端以v=2.0×10-2 m/s的速度垂直y轴射入管中，在以后的运动过程中，小球能垂直通过c、a，并又能以垂直于y轴的速度进入绝缘管而做周期性运动．求：
    （1）B0的大小和方向；
    （2）B1、B2的大小和方向；．
    （3）在运动的一个周期内，小球在经过第一、四    象限的过程中，在区域Ⅰ、Ⅱ内运动的时间与在区域Ⅰ、Ⅱ外运动的时间之比．

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