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如圖所示:輕彈簧一端連于固定點(diǎn)O，可在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)；另一端連接一帶電小球P，其質(zhì)量kg，電荷量q=0.2C。將彈簧保持原長(zhǎng)拉至水平后，以初速度豎直向下射出小球P，小球P到達(dá)O點(diǎn)的正下方點(diǎn)時(shí)速度恰好水平，其大小v=15m/s。若、相距R=1.5m，小球P在點(diǎn)與另一由細(xì)繩懸掛的、不帶電的、質(zhì)量kg的靜止絕緣小球N相碰。碰后瞬間，小球P脫離彈簧，小球N脫離細(xì)繩，同時(shí)在空間加上豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和垂直于紙面的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=lT的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。此后，小球P在豎直平面內(nèi)做半徑r=0.5m的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。小球P、N均可視為質(zhì)點(diǎn)，小球P的電荷量保持不變，不計(jì)空氣阻力，取。則。

(1)判斷小球P所帶電性，并說(shuō)明理由。

(2)彈簧從水平擺至豎直位置的過(guò)程中，其彈性勢(shì)能變化了多少？

(3)請(qǐng)通過(guò)計(jì)算并比較相關(guān)物理量，判斷小球P、N碰撞后能否在某一時(shí)刻具有相同的速度。

如圖所示:輕彈簧一端連于固定點(diǎn)O，可在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)；另一端連接一帶電小球P，其質(zhì)量kg，電荷量q=0.2C。將彈簧保持原長(zhǎng)拉至水平后，以初速度豎直向下射出小球P，小球P到達(dá)O點(diǎn)的正下方點(diǎn)時(shí)速度恰好水平，其大小v=15m/s。若、相距R=1.5m，小球P在點(diǎn)與另一由細(xì)繩懸掛的、不帶電的、質(zhì)量kg的靜止絕緣小球N相碰。碰后瞬間，小球P脫離彈簧，小球N脫離細(xì)繩，同時(shí)在空間加上豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和垂直于紙面的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=lT的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。此后，小球P在豎直平面內(nèi)做半徑r=0.5m的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。小球P、N均可視為質(zhì)點(diǎn)，小球P的電荷量保持不變，不計(jì)空氣阻力，取。則。

(1)判斷小球P所帶電性，并說(shuō)明理由。
(2)彈簧從水平擺至豎直位置的過(guò)程中，其彈性勢(shì)能變化了多少？
(3)請(qǐng)通過(guò)計(jì)算并比較相關(guān)物理量，判斷小球P、N碰撞后能否在某一時(shí)刻具有相同的速度。

磁懸浮列車(chē)動(dòng)力原理如下圖所示，在水平地面上放有兩根平行直導(dǎo)軌，軌間存在著等距離的正方形勻強(qiáng)磁場(chǎng)B_l和B₂，方向相反，B₁=B₂=lT，如下圖所示。導(dǎo)軌上放有金屬框abcd，金屬框電阻R=2Ω，導(dǎo)軌間距L=0.4m，當(dāng)磁場(chǎng)B_l、B₂同時(shí)以v=5m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，求

如果導(dǎo)軌和金屬框均很光滑，金屬框?qū)Φ厥欠襁\(yùn)動(dòng)?運(yùn)動(dòng)性質(zhì)如何?

如果金屬框運(yùn)動(dòng)中所受到的阻力恒為其對(duì)地速度的K倍，K=0.18，求金屬框所能達(dá)到的最大速度v_m是多少?

如果金屬框要維持(2)中最大速度運(yùn)動(dòng)，它每秒鐘要消耗多少磁場(chǎng)能?