如图15所示,水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.40m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=
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如图15所示,水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.40m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=
题型:不详
难度:
来源:
如图15所示,水平绝缘轨道
AB
与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道
BC
平滑连接,半圆形轨道的半径
R=
0.40m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度
E
=1.0×10
4
N/C。现有一电荷量
q
=+1.0×10
-4
C,质量
m=
0.10 kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的
P
点由静止释放,带电体运动到圆形轨道最低点
B
时的速度
v
B
=5.0m/s。已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数
μ
=0.50,重力加速度
g
=10m/s
2
。求:
(1)带电体运动到圆形轨道的最低点
B
时,圆形轨道对带电体支持力的大小;
(2)带电体在水平轨道上的释放点
P
到
B
点的距离;
(3)带电体第一次经过
C
点后,落在水平轨道上的位置到
B
点的距离。
答案
(1)7.25 N(2)2.5 m(3)0.40m
解析
(1)设带电体在B点受到的支持力为F
N
,依据牛顿第二定律
F
N
-mg=m
.................................................3分
解得F
N
="7.25" N…..................................................2分
(2)设PB间的距离为s,依据动能定理
(qE-mmg)s=
……..…............................ ........3分
解得s="2.5" m ……..….. .............................….........…2分
(3)设带电体运动到C点的速度为v
C
,依据机械能守恒定律
=
+2mgR........................…………….…….….…...…1分
带电体离开C点后在竖直方向上做自由落体运动,设在空间运动的时间为t
2R=
.................................................1分
在水平方向上做匀减速运动,设在水平方向的加速度大小为a,依据牛顿第二定律
qE=ma................................... 1分
设落在水平轨道上的位置到B点的距离为x,依据运动学公式
x=v
c
t-
..................................1分
解得 x=0.40m.................................. 2分
举一反三
右图中A和B表示在真空中相距为d的两平行金属板加上电压后,它们之间的电场可视为匀强电场;右边表示一周期性的交变电压的波形,横坐标代表时间t,纵坐标代表电压U
AB
,从t=0开始,电压为给定值U
0
,经过半个周期,突然变为-U
0
……。如此周期地交替变化。在t=0时刻将上述交变电压U
AB
加在A、B两极上,求:
(1)在t=0时刻,在B的小孔处无初速地释放一电子,在t=3T/4时电子的速度大小?(一个周期内电子不会打到板上,T作为已知)
(2) 在t=?时刻释放上述电子,在一个周期时间,该电子刚好回到出发点?试说明理由并具备什么条件。
(3)在t=0时刻,在B的小孔处无初速地释放一电子,要想使这电子到达A板时的速度最小(零),则所加交变电压的周期为多大?
(4)在t=0时刻,在B的小孔处无初速地释放一电子,要想使这电子到达A板时的速度最大,则所加交变电压的周期最小为多少?
题型:不详
难度:
|
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(1)画出小球
B
从开始运动到刚好离开匀强电场过程中的速度时间图像(规定竖直向下为正方向);
(2)判定
A
球能否从下板离开匀强电场,并说明理由。
题型:不详
难度:
|
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(1)粒子射入电场时的坐标位置和初速度;
(2)若圆形磁场可沿x轴移动,圆心
在
轴上的移动范围为
,由于磁场位置的不同,导致该粒子打在荧光屏上的位置也不同,试求粒子打在荧光屏上的范围
题型:不详
难度:
|
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如图所示,在竖直平面内有水平向右的匀强电场,场强为
.同时存在水平方向垂直电场方向向内的匀强磁场,磁感应强度
B
=1T.现有一带电粒子质量
,带电量为
,它在竖直平面内做直线运动.
.
(1)分析带电粒子的运动方向和速度的大小;
(2)当带电粒子运动到某一点
A
时突然撒去磁场,求带电粒子运动到与
A
点在同一水平线上的
B
点所需的时间
t
.
题型:不详
难度:
|
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如图3-2-11所示,在竖直平面内,有一半径为R的绝缘的光滑圆环,圆环处于场强大小为E,方向水平向右的匀强电场中,圆环上的A、C两点处于同一水平面上,B、D分别为圆环的最高点和最低点.M为圆环上的一点,∠MOA=45°.环上穿着一个质量为m,带电量为+q的小球,它正在圆环上做圆周运动,已知电场力大小qE等于重力的大小mg,且小球经过M点时球与环之间的相互作用力为零.试确定小球经过A、B、C、D点时的动能各是多少?
题型:不详
难度:
|
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