17、如圖所示，長l=1m的輕質絕緣細繩上端固定，下端連接一個可視為質點的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強電場中時，繩與豎直方向的夾角θ=37°。已知小球所帶電荷量，勻強電場的場強，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）小球所受靜電力的大小F；

（2）小球的質量m；（3）若小球在外力作用下從B點移動到細繩豎直位置的A點，求該過程中靜電力對小球做的功W。參考答案與解析：17、【答案】

【詳解】（1）根據電場強度的定義式，可得小球所受靜電力的大小為

（2）小球靜止在水平向右的勻強電場中時，對小球受力分析，如下圖所示

（3）若小球在外力作用下從B點移動到細繩豎直位置的A點，則過程中靜電力對小球做的功為

18、某質譜儀原理如圖所示，Ⅰ為粒子加速器，加速電壓為U1；Ⅱ為速度選擇器，磁場與電場正交，磁感應強度為B1，兩板間距離為d；Ⅲ為偏轉分離器，磁感應強度為B2?，F有一質量為m、電荷量為+q的粒子（不計重力），初速度為0，經加速后，該粒子恰能通過速度選擇器，粒子進入分離器后做勻速圓周運動。求：（1）粒子進入速度選擇器的速度大小v；（2）速度選擇器的兩板間的電壓U2；（3）粒子在分離器中做勻速圓周運動的半徑R。參考答案與解析：18、【答案】

【詳解】

（2）粒子在速度選擇器中，根據電場力等于洛倫茲力有

（3）粒子勻速通過速度選擇器后，速度仍為v，在分離器中做勻速圓周運動，根據洛倫茲力提供向心力有

20、我國電磁推進技術研發(fā)遙遙領先，創(chuàng)造了大質量電磁推進技術的世界最高速度紀錄。某興趣小組設計了一種火箭電磁彈射裝置，簡化原理如圖所示，它由兩根豎直金屬導軌、承載火箭裝置（簡化為與火箭絕緣的金屬桿PQ）和電源組成閉合回路。電源能自動調節(jié)其輸出電壓確?；芈冯娏骱愣?，方向如圖中所示。彈射裝置處于垂直導軌平面向里的勻強磁場中，磁感應強度大小與電流成正比，比例系數為k（k為常量）?；鸺€(wěn)定靜止在絕緣?？科脚_后，接通電源，當火箭上升到導軌頂端時與金屬桿分離，完成彈射。已知火箭與金屬桿的總質量為M，分離時速度為v0，金屬桿電阻為R，回路電流為I，導軌間距為，重力加速度為g。金屬桿與導軌接觸良好，不計空氣阻力和摩擦，不計導軌電阻和電源的內阻。在火箭彈射過程中，求：

（1）金屬桿所受的安培力F。（2）金屬桿PQ產生的電動勢E與運動時間t的關系。（3）電源輸出電壓U與運動時間t的關系及整個彈射過程電源輸出的能量W。

參考答案與解析：20.【答案】

【詳解】

根據右手定則感應電流方向為順時針方向，為確?；芈冯娏骱愣?，需滿足

電源輸出功率

由此可知，電源輸出功率與時間呈線性關系，則輸出能量

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