专题2 力与物体的直线运动（电磁场）

专题二 力与物体的直线运动 1 一 电场内动力学问题

1.如图所示，一带电荷量为+q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止在A点．重力加速度取g，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8．求：

（1）水平向右的电场的电场强度；

（2）若将电场强度减小为原的1/2，小物块的加速度是多大；

（3）电场强度变化后小物块从A点下滑到B点，若已知A、B两点间的距离L则A、B两点间的电势差和物体到达B点时的动能分别为多少．

2．在绝缘光滑的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定正电荷QA、QB，两电荷的位置坐标如图甲所示．图乙是AB连线之间的电势φ与位置x之间的关系图象，图中x=L点为图线的最低点，若在x=2L的C点由静止释放一个质量为m、电量为+q的带电小球（可视为质点），下列有关说法正确的是（ ）

A．小球在x=L处的速度最大 B．小球一定可以到达x=﹣2L点处

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专题二 力与物体的直线运动 2 C．小球将以x=L点为中心作往复运动

D．固定在AB处的电荷的电量之比为QA：QB=4：1

3．如图甲所示为两平行金属板，板间电势差变化如乙图所示。一带电小球位于两板之间，已知小球在0~t时间内处于静止状态，在3t时刻小球恰好经过静止时的位置，整个过程带电小球没有与金属板相碰。则乙图中Ux的值为（ ） A．3U0 B．4U0 C．5U0 D．6U0

二 磁场内动力学问题

1.如图甲，一带电物块无初速度地放在皮带轮底端，皮带轮以恒定大小的速率沿顺时针传动，该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，物块由底端E运动至皮带轮顶端F的过程中，其v－t图象如图乙所示，物块全程运动的时间为4.5s，关于带电物块及运动过程的说法正确的是( ) A．该物块带负电

B．皮带轮的传动速度大小为1m/s C．若已知皮带的长度，可求出该过程中物块与皮带发生的相对位移

D．在2～4.5 s内，物块与皮带仍可能有相对运动

2.如图所示，空间中存在垂直于纸面向外的磁感应强度为B的匀强磁场(图中没有画出)，两个质量均为m的物块P、Q叠放在一起，并置于固定在地面上倾角为且无限长的绝缘斜面体上。物块P带正电，电荷量为q；物块Q是不带电的绝缘体。PQ间动摩擦因素为

，Q和斜面间动摩擦因素为

。现使PQ一起由静止开始沿斜

甲

U/U2UOt t 2t 3t 乙 面下滑，运动过程中PQ始终保持相对静止。则以下说法正确的是() A.根据题设条件可以求出物块P任意时刻的加速度 B.根据题设条件可以求出物块P的最大动能 C.两个物块P、Q间的摩擦力最小值为D.两个物块P、Q间的摩擦力最小值为

3．如图所示，无限长水平直导线中通有向右的恒定电流I，导线正下方沿竖直方向

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专题二 力与物体的直线运动 3 固定一正方形线框，线框中也通有沿顺时针方向的恒定电流I，线框的边长为L，线框上边与直导线平行，且到直导线的距离也为L，已知在长直导线的磁场中距长直导线r处的磁感应强度大小为B＝k，线框的质量为m，则释放线框的一瞬间，线框的加速度可能为( ac ) IrkI2A．0 B.－g mkI2kI2C.－gD．g－ 2mm三 电磁感应中的动力学问题

1．如图所示，平行且足够长的两条光滑金属导轨，相距0.5m，与水平面夹角为30°，不计电阻，广阔的匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度B＝0.4T，垂直导轨放置两金属棒ab和cd，长度均为0.5m，电阻均为0.1Ω，质量分别为0.1 kg和0.2 kg，两金属棒与金属导轨接触良好且可沿导轨自由滑动．现ab棒在外力作用下，以恒定速度v＝1.5m／s沿着导轨向上滑动，cd棒则由静止释放，试求： (取g＝10m／s)

(1)金属棒ab产生的感应电动势 (2)闭合回路中的最小电流和最大电流； (3)金属棒cd的最终速度．

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专题二 力与物体的直线运动 4

2．如图所示，光滑金属导轨ab和cd构成的平面与水平面成角，导轨间距Lac=2Lbd=2L，导轨电阻不计．两金属棒MN、PQ垂直导轨放置，与导轨接触良好．两棒质量mPQ=2mMN=2m，电阻RPQ=2RMN=2R，整个装置处在垂直导轨向上的磁感应强度为B的匀强磁场中，金属棒MN在平行于导轨向上的拉力，作用下沿导轨以速度v向上匀速运动，PQ棒恰好以速度v向下匀速运动．则（ ）

AMN中电流方向是由M到N

B匀速运动的速度V的大小是

C在MN、PQ都匀速运动的过程中，

D在MN、PQ都匀速运动的过程中，

3．如图1，abcd为质量M的导轨，放在光滑绝缘的水平面上，另有一根质量为m的金属棒PQ平行bc放在水平导轨上，PQ棒左边靠着绝缘固定的竖直立柱e、f，导轨处于匀强磁场中，磁场以OO′为界，左侧的磁场方向竖直向上，右侧的磁场方向水平向右，磁感应强度均为B．导轨bc段长l，其电阻为r，金属棒电阻为R，其余电阻均可不计，金属棒与导轨间的动摩擦因数μ．若在导轨上作用一个方向向左、大小恒为F的水平拉力，设导轨足够长，PQ棒始终与导轨接触．试求： （1）导轨运动的最大加速度amax； （2）流过导轨的最大感应电流Imax；

（3）在如图2中定性画出回路中感应电流I随时间t变化的图象，并写出分析过程．

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专题二 力与物体的直线运动 5

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