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        1. 如圖所示,在理想邊界MN的上方有方向向右的勻強電場E,下方有垂直紙面向外的磁感應(yīng)強度大小為B=0.20T的勻強磁場,電場和磁場的范圍足夠大.一根光滑的絕緣塑料細桿abcd彎成圖示形狀,其中ab段是豎直的,bcd正好構(gòu)成半徑為R1=0.20m的半圓,bd位于邊界MN上,將一個質(zhì)量為m=0.10kg、電量為q=0.50C的帶正電金屬環(huán)套在塑料桿ab上,從距離b點高R處由靜止開始釋放后,g=10m/s2.求:
          (1)金屬環(huán)經(jīng)過最低點c處時對塑料桿的作用力;
          (2)如果金屬環(huán)從d點進入電場后,正好垂直打在塑料桿ab段上,求電場強度E的大。

          【答案】分析:(1)金屬環(huán)從靜止到最低點,根據(jù)動能定理可求出最低點的速度,再對最低點受力分析,由牛頓第二定律可求出金屬環(huán)受到的支持力,最后由牛頓第三定律可得金屬環(huán)對最低點的壓力.
          (2)金屬環(huán)從靜止到d點,由于只有重力做功,根據(jù)動能定理可求出d的速度;要使正好垂直打在塑料桿ab段上,則有豎直方向的速度為零,由于豎直方向做豎直上拋運動,從而由速度可求出運動時間,再由可求出加速度大小,進而由F=qE,算出電場強度的大小.
          解答:解:(1)設(shè)金屬環(huán)運動到最低點C的速度為vc,
          根據(jù)動能定理:mgR?2R= 
          解得:vc=
          在最低點C處對金屬環(huán)分析受力,
          根據(jù)牛頓第二定律有: 
          解得:FN=5mg-Bqvc=4.72N  
          根據(jù)牛頓第三定律得,金屬環(huán)對塑料桿的作用力為4.72N,方向向下.
          (2)設(shè)金屬環(huán)運動到d點時速度為vd
          根據(jù)動能定理可得:
          進入電場中運動,在豎直方向上只受重力作用,做豎直上拋運動,當垂直打在ab桿上時,速度的豎直分量減為零,
          設(shè)時間為t1,則有0=vd-gt1  
          水平方向上的加速度設(shè) 為a1
          則有qE=ma1
          2R= 
          解得a1=20m/s2
           E=4N/C
          答:(1)金屬環(huán)經(jīng)過最低點c處時對塑料桿的作用力為4.72N,方向向下;
          (2)如果金屬環(huán)從d點進入電場后,正好垂直打在塑料桿ab段上,則電場強度E的大小為4N/C.
          點評:考查動能定理、牛頓第二、三定律與運動學公式,同時涉及到運動的分解與合成.特別關(guān)注金屬環(huán)垂直打到桿上,這是本題的突破口.
          練習冊系列答案
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          (1)金屬環(huán)經(jīng)過最低點c處時對塑料桿的作用力;
          (2)如果金屬環(huán)從d點進入電場后,正好垂直打在塑料桿ab段上,求電場強度E的大小.

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          2
          3
          L2
          ),以如圖所示位置為計時起點.求:
          ①在0-
          T
          4
          的時間內(nèi),通過小燈泡的電荷量;
          ②畫出感應(yīng)電動勢隨時間變化的圖象(以abcda方向為正方向,至少畫出一個完整的周期);
          ③小燈泡消耗的電功率.

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