(2005?济南二模)如图所示,下端封闭,上端开口、高h=5m内壁光滑的细玻璃管竖直放置,管底有一质量m=10g

2025-05-10 03:44:39
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回答1:

(1)小球从管口上端飞出,则小球在玻璃管中所受洛伦兹力方向竖直向上,
由图示可知磁场垂直于纸面向里,小球沿水平方向向右运动,由左手定则可知,小球带正电.
(2)小球的实际运动速度可分解为水平方向的速度v和竖直方向的速度vy
与两个分速度对应的洛伦兹力的分力分别是水平方向的Fx和竖直方向的Fy.其中,
竖直方向的洛伦兹力F=qvB不变,在竖直方向上,
由牛顿第二定律得:qvB-mg=ma,解得:a=10m/s2
由匀变速运动的位移公式得:h=

1
2
at2,解得t=1s.
(3)小球飞出管口时,竖直速度为vy=at=10m/s,
飞出管口的合速度为v=
v
+v2
=
102+52
=5
5
m/s,
动能增量△EK=
1
2
mv2-
1
2
mv2=0.5J,
重力势能的增量△Ep=mgh=0.5J,
机械能的增量△E=△EK+△EP=1J;
答:(1)小球的电性为正.
(2)小球在管中运动的时间是1s;
(3)小球在管中运动的过程中增加的机械能为1J.