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        1. 如圖所示,水平虛線上方有場強為E1的勻強電場,方向豎直向下,虛線下方有場強為E2的勻強電場,方向水平向右;在虛線上、下方均有磁感應強度相同的勻強磁場,方向垂直紙面向外,ab是一長為L的豎直絕緣細桿,位于虛線上方,b端恰在虛線上,將一套在桿上的帶電小環(huán)從a端由靜止開始釋放,小環(huán)先加速而后勻速到達b端,環(huán)與桿之間的動摩擦因數(shù)μ=0.3,小環(huán)的重力不計,當環(huán)脫離桿后在虛線下方沿原方向做勻速直線運動,求:
          (1)E1與E2 的比值;
          (2)若撤去虛線下方的電場,小環(huán)進入虛線下方后的運動軌跡為半圓圓周半徑為
          L3
          ,環(huán)從a到b的過程中克服摩擦力做功Wf與電場力做功WE之比有多大?
          分析:在上方磁場中當摩擦力與電場力的合力為零時勻速直線運動,在下方電場中電場力與洛倫茲力相等;
          根據(jù)做圓周運動的半徑求出勻速運動的速度大小,然后由動能定理求克服摩擦力做功Wf與電場力做功WE之比.
          解答:解:(1)設小環(huán)在虛線上方達到的最大速度為v,在虛線上方運動時:qE1=μqvB
          得:E1=μvB
          在虛線下方運動時有:qE2=qvB  
          得:E2=Bv
          故有:
          E1
          E2
          =μ=0.3
          (2)小環(huán)做圓周運動時有:qvB=m
          v2
          r

          得:r=
          mv
          qB

          即:
          mv
          qB
          =
          L
          3
            
          得:v=
          qBL
          3m

          電場力做功:qE1L=q?μvB?L=
          q2B2L2
          10m

          在虛線上方運動過程,根據(jù)動能定理:qEL-Wf=
          1
          2
          mv2-0
          得:Wf=
          2q2B2L2
          45m

          所以:
          Wf
          W
          =
          4
          9

          答:(1)E1與E2 的比值0.3.
          (2)環(huán)從a到b的過程中克服摩擦力做功Wf與電場力做功WE之比為
          4
          9
          點評:帶電粒子在電場、磁場的復合場中的運動,綜合了靜電場和力學的知識,分析方法和力學的分析方法基本相同.先分析受力情況再分析運動狀態(tài)和運動過程(平衡、加速、減速,直線或曲線),然后選用恰當?shù)囊?guī)律解題.解決這類問題的基本方法有兩種,第一種利用力和運動的觀點,選用牛頓第二定律和運動學公式求解;第二種利用能量轉化的觀點,選用動能定理和功能關系求解.在解答有變力做功時,常用功能關系來解決問題.
          練習冊系列答案
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          A、A點電荷一定帶正電B、試探電荷在M處的電勢能小于N處的電勢能C、Em一定小于EN,φM可能大于φND、UMN=UNO

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖所示,水平虛線上有兩個等量異種點電荷A、B M、NOAB的垂線上兩點,且AOOB,2ONOM。一個帶正電的試探電荷在空間中運動的軌跡如圖中實線所示,設M、N兩點的場強大小分別EM、EN,電勢分別為φM、φN,則下列判斷正確的是

          A.A點電荷一定帶正電

          B.試探電荷在M處的電勢能小于N處的電勢能

          C.EM一定小于ENφM可能大于φN

          D.UMNUNO

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          科目:高中物理 來源:2014屆廣西欽州市高二第一次月考物理試卷(解析版) 題型:選擇題

          如圖所示,水平虛線上有兩個等量異種點電荷A、B,M、N、O是AB的垂線上兩點,且AO>OB,2ON=OM,一個帶正電的試探電荷在空間中運動的軌跡如圖中實線所示,設M、N兩點的場強大小分別EM、EN,電勢分別為 ,則下列判斷錯誤的是(  )

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