如图所示,MPQO为有界的竖直向下的匀强电场,电 场强度为E,ACB为光滑固定的半圆形轨道,圆轨道 半径为R,A、B为圆水平直径的两个端点,AC为圆 弧.一个质

如图所示,MPQO为有界的竖直向下的匀强电场,电 场强度为E,ACB为光滑固定的半圆形轨道,圆轨道 半径为R,A、B为圆水平直径的两个端点,AC为圆 弧.一个质

题型:不详难度:来源:
如图所示,MPQO为有界的竖直向下的匀强电场,电 场强度为E,ACB为光滑固定的半圆形轨道,圆轨道 半径为R,A、B为圆水平直径的两个端点,AC为圆 弧.一个质量为m、电荷量为-q的带电小球,从A 点正上方高为H处由静止释放,并从A点沿切线进 入半圆轨道.不计空气阻力及一切能量损失,关于带 电小球的运动情况,下列说法正确的是

A.小球一定能从B点离开轨道
B.小球在AC部分可能做匀速圆周运动
C.若小球能从B点离开,上升的高度一定小于H
D.小球到达C点的速度可能为零
答案
BC
解析

试题分析:小球进入轨道后,受到自身竖直向下的重力和竖直向上的电场力和轨道弹力,由于轨道弹力不做功,若,则合力做功为0,小球做匀速圆周运动,选项B对。此后从C到B的过程,重力做负功,若,小球将从B带你离开轨道上升,若小球则刚好到达B点速度减小为0,若,小球则不能到达B点,选项A错。若小球能从B点离开,则从A到B有电场力做负功,使得离开的速度小于A点的速度,根据动能定理,上升的高度一定小于H,选项C对。从O点到C点,若C点速度为0,则根据动能定理有,则有电场力,合力向上,C点相当于圆周运动最高点,速度不可能为0,选项D错。
举一反三
(14分)如图所示,一块足够大的光滑平板放置在水平面上,能绕水平固定轴MN调节其与水平面所成的倾角.板上一根长为="0." 60m的轻细绳,它的一端系住一质量为m的小球P,另一端固定在板上的O点.当平板的倾角固定为时,先将轻绳平行于水平轴MN拉直,然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直的初速度v0="3." Om/s.若小球能保持在板面内作圆周运动,倾角的值应在什么范围内?(取重力加速度g=l0)

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(12分)冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目,比赛场地示意如图.比赛时运动员在投掷线AB处让冰壶以v0=2m/s的初速度向圆垒圆心O点滑出,已知圆垒圆心O到AB线的距离为30m,冰壶与冰面间的动摩擦因数为µ1=0.008(g取10m/s2).问:
(1)如果在圆垒圆心O有对方的冰壶,则能否将对方冰壶撞开?请通过计算说明理由.
(2)如果在圆垒圆心O有对方的冰壶,为了确保将对方冰壶撞开,运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面,使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小,若用毛刷擦冰面后动摩擦因数减少至, µ2=0.004,则运动员用毛刷擦冰面的长度应大于多少米?

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(12分)如下图所示,一个电子以4×106m/s的速度沿与电场垂直的方向从A点飞进匀强电场,并且从另一端B点沿与场强方向成150°角方向飞出,那么,A、B两点间的电势差为多少伏?(电子的质量为9.1×10-31kg)

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(15分)如图所示,水平放置的平行金属板间有竖直方向的匀强电场,金属板长度和板间距离均为L,金属板左侧有电压为U0的加速电场,一电量为q的带正电粒子从静止开始经加速电场加速后,从金属板中央水平进入匀强电场,恰好通过金属板右侧边缘,不计粒子重力,求:

(1)金属板间电压U; (2)带电粒子通过金属板右侧边缘时的动能.
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(15分)如图所示,电阻不计足够长的光滑平行金属导轨与水平面夹角,导轨间距,所在平面的正方形区域内存在有界匀强磁场,磁感应强度为T,方向垂直斜面向上.甲、乙金属杆质量均为kg、电阻相同,甲金属杆处在磁场的上边界,乙金属杆距甲也为,其中m.同时无初速释放两金属杆,此刻在甲金属杆上施加一个沿着导轨的外力,保持甲金属杆在运动过程中始终与乙金属杆未进入磁场时的加速度相同.且乙金属杆进入磁场后恰能做匀速直线运动,(取m/s2

(1)计算乙的电阻
(2)以刚释放两杆时作为零时刻,写出从开始到甲金属杆离开磁场的过程中,外力随时间的变化关系,并说明的方向.
(3)若从开始释放到乙金属杆离开磁场,乙金属杆中共产生热量J,试求此过程中外力对甲做的功.
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