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（12分）如圖所示，水平絕緣軌道AB與處于豎直平面內的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接，半圓形軌道的半徑R=0.40m。軌道所在空間存在水平向右的勻強電場，電場強度E=1.0×104N/C�，F有一電荷量q=+1.0×10 4C，質量m=0.10kg的帶電體（可視為質點），在水平軌道上的P點由靜止釋放，帶電體恰好能夠通過最高點C,已知帶電體與水平軌道間的動摩擦因數μ=0.50，重力加速度g=10m/s2。求：

（1）帶電體運動到圓形軌道的最低點B時，圓形軌道對帶電體支持力的大�。�
（2）帶電體在水平軌道上的釋放點P到B點的距離；
（3）帶電體第一次經過C點后，落在水平軌道上的位置到B點的距離。

（1）6N；（2）2m；（3）

解析試題分析：（1）設帶電體通過C點時的速度為，根據牛頓第二定律
           （1分）
設帶電體通過B點時的速度為，設軌道對帶電體的支持力大小為，帶電體地B點時。
根據牛頓第二定律     （1分）
帶電體從B運動到C過程中，根據動能定理：     （2分）
聯立解得=6N      （1分）
（2）設PB間的距離為S ,則：    （2分）
解得：s=2m     （1分）
（3）設帶電體從最高點C落至水平軌道上的d點經歷時間為t，根據運動的分解有：
豎直方向：         （1分）
水平方向：         （2分）
聯立得            （1分）
考點：動能定理，牛頓第二定律，平拋運動

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）如圖所示，光滑絕緣的水平面上有一網狀結構的板OA與水平成為30°傾角放置，其左端有一豎直檔板，擋板上有一小孔P，已知OA板上方有方向豎直向上、場強大小為E=5V/m的勻強電場，和垂直紙面向外的、磁感應強度大小為B=1T的勻強磁場，現有一質量為m=帶電量為q=+的帶電小球，從小孔P以速度v=2m/s水平射入上述電場、磁場區域，之后從OA板上的M點垂直OA方向飛出上述的電磁場區域后而進入下方的電磁場區域 ，OA板下方電場方向變為水平向右，電場強度大小為，當小球碰到水平地面時立刻加上勻強磁場，磁感應強度大小仍為B=1T，方向垂直紙面向里。小球與水平地面相碰時，豎直方向速度立刻減為零，水平方向速度不變，小球運動到D處剛好離開水平地面，然后沿著曲線DQ運動，重力加速度為g=10m/s2，小球在水平地面上運動過程中電量保持不變，不計摩擦。

（1）求小球在OA上方空間電磁場中運動時間；
（2）求小球從M運動到D的時間；
（3）若小球在DQ曲線上運動到某處時速率最大為vm，該處軌跡的曲率半徑（即把那一段曲線盡可能的微分，近似一個圓弧，這個圓弧對應的半徑即曲線上這個點的曲率半徑）。求vm與的函數關系。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，一光滑絕緣圓管軌道位于豎直平面內，半徑為0.2m。以圓管圓心O為原點，在環面內建立平面直角坐標系xOy，在第四象限加一豎直向下的勻強電場，其他象限加垂直于環面向外的勻強磁場。一帶電量為+1.0C、質量為0.1kg的小球（直徑略小于圓管直徑），從x坐標軸上的b點由靜止釋放，小球剛好能順時針沿圓管軌道做圓周運動。（重力加速度g取10m/s2）

（1）求勻強電場的電場強度E；
（2）若第二次到達最高點a時，小球對軌道恰好無壓力，求磁感應強度B ；
（3）求小球第三次到達最高點a時對圓管的壓力。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）．如圖所示，在空間中取直角坐標系，在第一象限內從y軸到MN之間的區域充滿一個沿y軸正方向的勻強電場，MN為電場的理想邊界，場強大小為E1 ，ON="d" 。在第二象限內充滿一個沿x軸負方向的勻強電場，場強大小為E2。電子從y軸上的A點以初速度沿x軸負方向射入第二象限區域，它到達的最右端為圖中的B點，之后返回第一象限，且從MN上的P點離開。已知A點坐標為（0，h）．電子的電量為e，質量為m，電子的重力忽略不計，求：

（1）電子從A點到B點所用的時間
（2）P點的坐標；
（3）電子經過x軸時離坐標原點O的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）如圖甲所示，空間存在B=0.5T，方向豎直向下的勻強磁場，MN、PQ是處于同一水平面內相互平行的粗糙長直導軌，間距L=0.2m， R是連接在導軌一端的電阻，ab是跨接在導軌上質量為m=0.1kg的導體棒。從零時刻開始，通過一小型電動機對ab棒施加一個牽引力F，方向水平向左，使其從靜止開始沿導軌做加速運動，此過程中棒始終保持與導軌垂直且接觸良好。圖乙是棒的v-t圖象，其中OA段是直線，AC是曲線，DE是曲線圖象的漸進線，小型電動機在12s末達到額定功率P=4.5W，此后保持功率不變。除R外，其余部分電阻均不計，g=10m/s2。

（1）求導體棒ab在0－12s內的加速度大小
（2）求導體棒ab與導軌間的動摩擦因數及電阻R的值
（3）若t=17s時，導體棒ab達最大速度，從0－17s內共發生位移100m，試求12s－17s內，R上產生的熱量是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(12分)如圖所示，在xoy平面內，直線MN與x軸正方向成30o角，MN下方是垂直于紙面向外的勻強磁場，MN與y軸正方向間存在電場強度E=×105N/C的勻強電場，其方向與y軸正方向成60o角且指向左上方，一重力不計的帶正電粒子，從坐標原點O沿x軸正方向進入磁場，已知粒子的比荷=107C/kg，結果均保留兩位有效數字，試問：

（1）若測得該粒子經過磁場的時間t1=，求磁感應強度的大小B；
（2）若測得該粒子經過磁場的時間t1=，粒子從坐標原點開始到第一次到達y軸正半軸的時間t
（3）若粒子的速度v0=1.0×106m/s，求粒子進入電場后最終離開電場時的位置坐標

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖，直線MN 上方有平行于紙面且與MN成45°的有界勻強電場，電場強度大小未知；MN下方為方向垂直于紙面向里的有界勻強磁場，磁感應強度大小為B．今從MN 上的O點向磁場中射入一個速度大小為v、方向與MN成45°角的帶正電粒子，該粒子在磁場中運動時的軌道半徑為R ．該粒子從O點出發記為第一次經過直線MN ，第五次經過直線MN時恰好又通過O點．不計粒子的重力．

（1）畫出粒子在磁場和電場中運動軌跡的草圖；
（2）求出電場強度E的大��；
（3）求該粒子再次從O點進入磁場后，運動軌道的半徑r；
（4）求該粒子從O點出發到再次回到O點所需的時間t ；

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，間距為、半徑為的內壁光滑的圓弧固定軌道，右端通過導線接有阻值為的電阻，圓弧軌道處于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度為。質量為、電阻為、長度也為的金屬棒，從與圓心等高的處由靜止開始下滑，到達底端時，對軌道的壓力恰好等于金屬棒的重力2倍，不計導軌和導線的電阻，空氣阻力忽略不計，重力加速度為。求：

（1）金屬棒到達底端時，電阻兩端的電壓多大；
（2）金屬棒從處由靜止開始下滑，到達底端的過程中，通過電阻的電量；
（3）用外力將金屬棒以恒定的速率從軌道的低端拉回與圓心等高的處的過程中，電阻產生的熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(18分）圖所示為回旋加速器的示意圖。它由兩個鋁制D型金屬扁盒組成,兩個D形盒正中間開有一條狹縫，兩個D型盒處在勻強磁場中并接在高頻交變電源上。在D1盒中心A處有離子源，它產生并發出的a粒子,經狹縫電壓加速后,進入D2盒中。在磁場力的作用下運動半個圓周后，再次經狹縫電壓加速。為保證粒子每次經過狹縫都被加速，設法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場中運動的周期一致。如此周而復始，速度越來越 大,運動半徑也越來越大,最后到達D型盒的邊緣，以最大速度被導出。已知a粒子電荷量為q,質量為m，加速時電極間電壓大小恒為U,磁場的磁感應強度為B,D型盒的半徑為R，設 狹 縫 很 窄,粒子通過狹縫的時間可以忽略不計，設α粒子從離子源發出時的初速度為零。（不計α粒子重力）求：

(1) α粒子第一次被加速后進入D2盒中時的速度大��；
(2) α粒子被加速后獲得的最大動能Ek和交變電壓的頻率f；
(3)α粒子在第n次由D1盒進入D2盒與緊接著第n+1次由D1盒進入D2盒位置之間的距離Δx。

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