高考物理二轮复习 计算题标准练(一)

计算题标准练(一)

运动，同时将一质量为m ＝0.4 kg 的带负电的小球从离P 板高h ＝1.25 m 处由静止释放，小球恰好能落入孔内．若小球进入小孔后做匀速圆周运动，且恰好不与Q 板接触，之后又返回P 板(不计空气阻力，不考虑运动产生的磁场，g 取10 m/s 2，π取3)．求：

(1)小球所带电荷量；

(2)小球进入两极板间后，金属板整个装置所受水平向右的作用力F ；

(3)小球返回打到P 板的位置到小孔的距离．

解析：本题考查电磁感应、带电小球在复合场中的匀速圆周运动、平衡条件、匀变速直线运动规律等相关的知识点．

(1)设两金属板P 、Q 之间的距离为d .由于金属支架做切割磁感线运动，使两金属板间产生的电势差为U ＝Bdv

电场强度E ＝U d

由题意可知，小球进入两金属板间后，所受重力与电场力相等，即－qE ＝mg

由以上三式可得：q ＝－23

C (2)当小球进入磁场后，在金属板整个装置之间受电场力的作用：F 电＝|qE |＝mg

对金属板整个装置受力分析，地面支持力F N ＝Mg ＋F 电

金属板整个装置做匀速运动：F ＝f

摩擦力f ＝μF N

由以上各式可得：F ＝16 N

(3)小球先做自由落体运动：2gh ＝v 20

小球进入磁场后做匀速圆周运动：|qv 0B |＝

mv 20R

由以上两式可得R ＝3 m

小球在磁场中的运动周期T ＝2πm |qB |

运动时间t ＝12

T 在这段时间内金属板整个装置运动的距离x ＝vt ＝10.8 m 由题意可知，小球返回打到P 板的位置到小孔的距离l ＝2R ＋x ＝16.8 m

答案：(1)－23 C (2)16 N (3)16.8 m