如图所示,虚线PQ、MN间存在水平匀强电场,一带电粒子质量为m=2.0×10-11kg、电荷量为q=+1.0×10-5C,从a点由静止开始经电压为U=100V的
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如图所示,虚线PQ、MN间存在水平匀强电场,一带电粒子质量为m=2.0×10-11kg、电荷量为q=+1.0×10-5C,从a点由静止开始经电压为U=100V的
题型:不详
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来源:
如图所示,虚线PQ、MN间存在水平匀强电场,一带电粒子质量为m=2.0×10
-11
kg、电荷量为q=+1.0×10
-5
C,从a点由静止开始经电压为U=100V的电场加速后,垂直于匀强电场进入匀强电场中,从虚线MN的某点b(图中未画出)离开匀强电场时速度与电场方向成30
0
角.已知PQ、MN间距为20cm,带电粒子的重力忽略不计.求:
(1)带电粒子刚进入匀强电场时的速率v
1
(2)匀强电场的场强大小
(3)ab两点间的电势差.
答案
(1)粒子在加速电场中运动的过程,由动能定理得:qU=
1
2
m
v
21
代入数据解得:v
1
=
2qU
m
=
2×1
0
-5
×100
2×1
0
-11
m/s=10
4
m/s
(2)粒子进入匀强电场中做类平抛运动,沿初速度方向做匀速运动,则有:d=v
2
t,
粒子沿电场方向做匀加速运动,则有:v
y
=at
由题意得:tan30°=
v
1
v
y
由牛顿第二定律得:qE=ma,
联立以上相关各式并代入数据得:
E=
3
×10
3
N/C=1.732×10
3
N/C
(3)在匀强电场中水平方向上,对粒子,由动能定理得:
qU
ab
=
1
2
m
v
2
=
1
2
m
(
v
21
+
v
2y
)
联立以上相关各式并代入数据得:
U
ab
=400V
答:(1)带电粒子刚进入匀强电场时的速率v
1
为10
4
m/s.
(2)匀强电场的场强大小为1.732×10
3
N/C.
(3)ab两点间的电势差为400V.
举一反三
如图甲所示,把系在轻绳上的A、B两球由图示位置同时由静止释放(绳开始时拉直),则在两球向左下摆动时,下列说法中正确的是( )
A.绳OA对A球做正功
B.绳AB对B球不做功
C.绳AB对A球做负功
D.绳AB对B球做正功
题型:不详
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一竖直面内的轨道是由粗糙斜面AB和光滑圆轨道BCD组成,AB与BCD相切于B点,C为圆轨道的最低点.将物块置于轨道ABC上离地面高为H处由静止下滑,可用力传感器测出其经过C点时对轨道的压力N.现将物块放在ABC上不同高度处,让H从0开始逐渐增大,传感器测得物块每次从不同高度处下滑到C点时对轨道压力N,得到如图乙两段直线PQ和QI,且IQ反向延长交纵轴点坐标值为2.5N,重力加速度g取10m/s
2
,求:(1)小物块的质量m及圆轨道的半R=?
(2)轨道DC所对圆心角
(3)小物块与斜面AB间的动摩擦因数.
题型:不详
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如图所示,将两个等量异种点电荷+Q和-Q分别固定于竖直线上的A、B两点,AB间距离为2d.EF为AB的中垂线.将质量为m、电荷量为+q(可视为质点且不影响原电场的分布)的带电小球固定在可绕O点自由转动的绝缘细杆的一端.从小球位于最高点C处由静止释放,已知OC=
d
2
小球经过F点时速度为v,重力加速度为g,不计细杆重力和摩擦阻力,求:
(1)C、F间的电势差U
CF
.
(2)小球经过最低点D点的速度大小.
题型:不详
难度:
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如图所示,物体沿斜面向上运动,经过A点时具有动能100J,当它向上滑行到B点时,动能减少了80J,机械能损失了20J,则物体回到A点时的动能为( )
A.100J
B.50J
C.20J
D.60J
题型:不详
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如图所示,一位质量m=60kg,参加“挑战极限运动”的业余选手,要越过一宽为s=2.5m的水沟后跃上高为h=2.0m的平台.他采用的方法是:手握一根长L=3.25m的轻质弹性杆一端,从A点由静止开始加速助跑,至B点时杆另一端抵在O点的阻挡物上,接着杆发生形变,同时人蹬地后被弹起,到达最高点时杆处于竖直状态,人的重心在杆的顶端,此刻人放开杆水平飞出并趴落到平台上,运动过程中空气阻力可忽略不计.(g取10m/s
2
)求:
(1)人要最终到达平台,在最高点飞出时刻的速度应至少多大?
(2)设人到达B点时速度υ
B
=8m/s,人受的阻力为体重的0.1倍,助跑距离s
AB
=16m,则人在该过程中做的功为多少?
(3)设人跑动过程中重心离地高度H=0.8m,在(1)、(2)两问的条件下,人要越过一宽为s=2.5m的水沟后跃上高为h=2.0m的平台,在整个过程中人应至少要做多少功?
题型:不详
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