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电磁感应现象的综合应用
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如图所示,一内壁光滑的绝缘细直圆筒竖直放在绝缘水平面上,圆A筒底部有一质量为、电荷量为+的带电小球,圆筒内径略大于小球直径。整个装置处于水平向里的匀强磁场和竖直向上
网友投稿 2023-04-20 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示,一内壁光滑的绝缘细直圆筒竖直放在绝缘水平面上,圆A筒底部有一质量为
、电荷量为+
的带电小球,圆筒内径略大于小球直径。整个装置处于水平向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场中,已知磁感应强度大小为B,电场强度大小为
。当圆筒在瞬间获得水平速度
,并以
向右做匀速直线运动时,带电小球沿筒壁匀加速上升,离开圆筒时速度方向与水平方向成60°角,小球离开圆筒后继续在场中运动。求:
(1)圆筒开始运动前,水平面对小球的支持力N;
(2)圆筒的高度h;
(3)小球运动到最高点时离水平面的高度H。
◎ 答案
(1)水平面对小球的支持力N=O。
(2)h
(3)H
◎ 解析
(1)圆筒开始运动前,洛仑兹力为零,小球只受到重力mg和电场力qE作用,因为
=O,所以圆筒开始运动前,水平面对小球的支持力N=O。
(2)
圆筒匀速运动时,小球受到向上的洛仑兹力
恒定为:
小球上升的加速度大小为:
由题意得小球出圆筒时的竖直速度:
圆筒的高度为:
(3)
小球出圆筒后,受力如图所示,其中重力
利电功力
平衡,洛仑兹力提供做向心力。小球的合速度大小为:
轨道半径为:
最大高度为:
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,一内壁光滑的绝缘细直圆筒竖直放在绝缘水平面上,圆A筒底部有一质量为、电荷量为+的带电小球,圆筒内径略大于小球直径。整个装置处于水平向里的匀强磁场和竖直向上…”主要考查了你对 【电磁感应现象的综合应用】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202304/454912.html
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