高中物理电火花计时器、电磁打点计时器计算题

如图所示，一质量为m的带电量为q的小球，用长为L的绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线与竖直方向成θ=37⁰角。（重力加速度为g，cos37⁰=0.8，sin37⁰=0.6）

（１）判断小球带何种电荷。
（２）求电场强度E。
（３）在图示位置，若将细线突然剪断，小球做何种性质的运动？求加速度a的大小。

如图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速度放置一质量为0.1 kg、电荷量q＝＋0.2 C的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力．现对木板施加方向水平向左，大小为0.6 N的恒力，g取10 m/s²，求：

（1）开始时木板和滑块的加速度分别是多少？
（2）木板的最大加速度为多少？
（3）滑块的最大速度为多少？

如图所示，空间存在着电场强度为E=2.5×10² N/C、方向竖直向上的匀强电场，一长为L=0.5m的绝缘细线，一端固定在O点，一端拴着质量m=0.5kg,电荷量∣q∣= 4×10^{－2 C}的小球。现将细线拉直到水平位置，使小球由静止释放，则小球能运动到最高点.不计阻力。取g=10m/s².求：

（1）小球的电性; 
（2）细线在最高点受到的拉力T多大;
（3）若小球刚好运动到最高点时细线断裂，则细线断裂后小球继续运动到与O点水平方向距离为细线的长度L时，小球距O点的高度h。

如图所示，竖直平面内的光滑绝缘轨道由斜面部分AC和圆弧部分CB平滑连接，且圆弧轨道半径R=0．3m，整个轨道处于竖直向下的匀强电场中。一个带正电的小球从斜轨道上高度h=0．8m的A点由静止释放，沿轨道滑下，已知小球的质量为m=0．2kg，电量为q=10^-5C,小球到达轨道最低点C时速度为8m/s，g取10m/s²，求：

（1）匀强电场的场强大小。
（2）小球到达圆弧轨道最高点B时，对轨道的压力（结果保留三位有效数字）。

均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m。将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时，

（1）求线框中产生的感应电动势大小;
（2）求cd两点间的电势差大小;
（3）若此时线框加速度恰好为，求线框下落的高度h所应满足的条件。

如图2所示，半径为r的绝缘细圆环的环面固定在水平面上，场强为E的匀强电场与环面平行。一电量为+q、质量为m的小球穿在环上，可沿环作无摩擦的圆周运动，若小球经A点时，速度v_A的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用，试计算：（1）速度v_A的大小；
（2）小球运动到与A点对称的B点时，对环在水平方向的作用力。

反射式速调管是常用的微波器械之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。如图所示，在虚线两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动。已知电场强度的大小分别是N/C和N/C，方向如图所示，带电微粒质量，带电量,A点距虚线的距离，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应。求：

（1）B点到虚线的距离；
（2）带电微粒从A点运动到B点所经历的时间。

轻质细线吊着一质量为m=0.42kg，边长为L=1m、匝数n=10的正方形线圈，其总电阻为r=l。在框的中间位置以下区域分布着矩形磁场，如图甲所示．磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化如图乙所示，

求：
(1)判断线圈中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针？
(2)线圈的电功率；
(3)在t=4s时轻质细线的拉力大小

如图所示，水平U形光滑框架，宽度为1m，电阻忽略不计，导体ab质量是0.2kg，电阻是0.1，匀强磁场的磁感应强度B=0.1T，方向垂直框架向上，现用1N的外力F由静止拉动ab杆，当ab的速度达到1m/s时，

（1）求此时刻ab杆产生的感应电动势的大小；
（2）求此时刻ab杆的加速度的大小；
（3）ab杆所能达到的最大速度是多少。

质量为m=1.0kg、带电量q=+2.5×10^－4C的小滑块(可视为质点)放在质量为M=2.0kg的绝缘长木板的左端，木板放在光滑水平面上，滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2，木板长L=1.5m，开始时两者都处于静止状态，所在空间加有一个方向竖直向下强度为E=4.0×10⁴N/C的匀强电场，如图所示，取g=10m/s²，试求:

(1)用水平力F₀拉小滑块，要使小滑块与木板以相同的速度一起运动，力F₀应满足什么条件？
(2)用水平恒力F拉小滑块向木板的右端运动，在1.0s末使滑块从木板右端滑出，力F应为多大？
(3)按第(2)问的力F作用，在小滑块刚刚从木板右端滑出时，系统的内能增加了多少？(提示：设m与M之间最大静摩擦力与它们之间的滑动摩擦力大小相等，滑块在运动中带电量不变)

如图甲所示，电荷量为q=1×10^-4C的带正电的小物块置于绝缘水平面上，所在空间存在方向沿水平向右的电场，电场强度E的大小与时间的关系如图乙所示，物块运动速度与时间t的关系如图丙所示，取重力加速度g=10m/s²。


求（1）前2秒内电场力做的功。
（2）物块的质量及物块与水平面间的动摩擦因数。

如图所示，竖直放置的半圆形绝缘光滑轨道半径R=40cm，下端与绝缘光滑的水平面平滑连接，整个装置处于方向竖直向下，大小为E=1×10³V/m的匀强电场中，一质量为m=10g、带电量为q=+1×10^-4C的小物块（可视为质点），从水平面上的A点以初速度v₀水平向左运动，沿半圆形轨道恰好能通过最高点C，取g=10m/s²，试求：

（1）小物块从C点抛出后落地点与B点间的水平距离；
（2）v₀的大小和过B点时轨道对小物块的支持力大小；

学校举行遥控赛车比赛。比赛路径如图所示，赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动L=10m后，由B点进入半径为R=0.4m的光滑竖直圆轨道，离开竖直圆轨道后继续沿光滑平直轨道运动。已知赛车质量m=0.1kg，通电后电机以额定功率P=2.0w工作了t=1.6s后关闭，此时赛车尚未到达B点。赛车到达竖直圆轨道的最高点E时对轨道的压力大小等于赛车的重力。赛车在AB段运动中所受阻力恒定。（取g=10m/s²）求：

（1）赛车到达竖直圆轨道的最高点E时的速度大小；
（2）赛车在AB段运动时所受阻力的大小.

如图所示，在E = 10³V/m的水平向左匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，轨道与一水平绝缘轨道MN连接，半圆轨道所在竖直平面与电场线平行，其半径R =0.4m，一带正电荷q = 10^－4C的小滑块质量为m = 0.04kg，小滑块与水平轨道间的动摩因数m = 0.2，g取10m／s²，求：

（1）要小滑块能运动到圆轨道的最高点L，滑块应在水平轨道上离N点多远处释放？
（2）这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是多大？（P为半圆轨道中点）

如图所示，通电导体棒AC静止于水平导轨上，棒的质量为m长为L，通过的电流强度为I，匀强磁场的磁感强度B的方向与导轨平面成θ角，求导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为多大？