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)如圖所示，兩根直金屬軌道ab、cd水平平行放置，相距L，距地面的高度為H。ef、gh為與水平軌道接觸良好并相切的半圓金屬軌道，其半徑為r，在豎直面內(nèi)相互平行放置。水平軌道不光滑，半圓軌道光滑，整個(gè)軌道處于豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。水平軌道的左端接有電阻R，右端靜止放一電阻也為R的金屬桿，質(zhì)量為M，與水平軌道垂直。一個(gè)質(zhì)量為m的小球，以速度v₀水平向左撞到金屬桿的中點(diǎn)，撞擊后小球反彈落到水平地面上的位置距水平軌道的右端的水平距離為S。金屬桿在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量為q。金屬桿運(yùn)動(dòng)到半圓軌道的最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力為mg，水平軌道左端電阻R上產(chǎn)生的總焦耳熱為Q。若M＝2m，軌道電阻忽略不計(jì)。求：

（1）金屬桿運(yùn)動(dòng)到半圓軌道的最高點(diǎn)時(shí)的速度大小是多少？
（2）小球與金屬桿碰撞后的瞬間電阻R兩端的電壓是多少？
（3）金屬桿與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)是多少？

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1. BCD   2. BC    3.D        4.A     5. C

6. AD    7.C     8. CD        9. AB    10.BC

11.（１）ＣＤ（２）指零　　指零　　指零　　　左偏　

12. 電極Ａ與導(dǎo)電紙接觸不良

13. 解：（１）小球速度最大時(shí)，棒對(duì)它的彈力垂直于棒向下，受力分析如圖，沿桿方向，，垂直桿方向：，聯(lián)立以上各式，得

所以：

（２）小球Ｃ從斜置的絕緣棒上由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，必須滿足條件，而即，所以

14. 解：（１）根據(jù)牛頓第二定律，根據(jù)庫(kù)侖定律，，解得

（２）當(dāng)Ａ球受到的合力為零即加速度為零時(shí)，動(dòng)能最大，設(shè)此時(shí)Ａ球與Ｂ點(diǎn)間的距離為Ｒ，則，解得。

15. 解：（１）、（２）如圖所示，設(shè)小球在Ｃ點(diǎn)的速度大小是，對(duì)軌道的壓力大小為，則對(duì)于小球由ＡC的過(guò)程中，應(yīng)用動(dòng)能定理列出：－０，在Ｃ點(diǎn)的園軌道徑向應(yīng)用牛頓第二定律，有，解得

（３）如圖所示，設(shè)小球初始位置應(yīng)在離Ｂ點(diǎn)ｘｍ的點(diǎn)，對(duì)小球由Ｄ的過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理，有：，在Ｄ點(diǎn)的圓軌道徑向應(yīng)用牛頓第二定律，有，解得

16. 解：（１）F₁為P₁參與的運(yùn)動(dòng)而受到指向Ｎ端的洛倫茲力，其值為：（其中 ，為的電量），對(duì)應(yīng)有指向Ｎ端的加速度： （其中ｍ為的質(zhì)量）

在管中運(yùn)動(dòng)會(huì)使它受到另一個(gè)向左的洛倫茲力，此力與管壁對(duì)向右的力所抵消，到達(dá)Ｎ端時(shí)具有沿管長(zhǎng)方向的速度：

所以，對(duì)紙平面的速度大小為：

又因?yàn)?sub>，故：

即：

所以的比荷為：

（２）從Ｍ端到Ｎ端經(jīng)歷的時(shí)間為：

離開(kāi)管后將在紙平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑與周期分別為：

經(jīng)ｔ_１時(shí)間已隨管朝正右方向運(yùn)動(dòng)：

的距離

所以離開(kāi)Ｎ端的位置恰好為的初始位置

經(jīng)時(shí)間ｔ_１已知運(yùn)動(dòng)到如圖所示的位置Ｓ_２走過(guò)的路程為

只能與相碰在圖中的Ｓ處，相遇時(shí)刻必為

且要求在這段時(shí)間內(nèi)恰好走過(guò)2Ｒ的路程，因此有

即得：

所以：

17. 解：……①　

由于重力和電場(chǎng)力平衡，電粒子在洛倫茲力作用下做圓周運(yùn)動(dòng)，小球平拋且碰時(shí)動(dòng)量守恒，根據(jù)條件，碰后反向

……①

另有……②

解得……③

對(duì)平拋：

解得