(12分)如图所示,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
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(12分)如图所示,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
题型:不详
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(12分)如图所示,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=0.10kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能够通过最高点C,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)6N;(2)2m;(3)
解析
试题分析:(1)设带电体通过C点时的速度为
,根据牛顿第二定律
(1分)
设带电体通过B点时的速度为
,设轨道对带电体的支持力大小为
,带电体地B点时。
根据牛顿第二定律
(1分)
带电体从B运动到C过程中,根据动能定理:
(2分)
联立解得
=6N (1分)
(2)设PB间的距离为S ,则:
(2分)
解得:s=2m (1分)
(3)设带电体从最高点C落至水平轨道上的d点经历时间为t,根据运动的分解有:
竖直方向:
(1分)
水平方向:
(2分)
联立得
(1分)
举一反三
如图所示为一种质谱仪示意图,由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线的半径为R,通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E,磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外。一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器,由P点垂直边界进入磁分析器,最终打到胶片上的Q点。不计粒子重力。下列说法正确的是
A.极板M比极板N电势高
B.加速电场的电压U=ER
C.直径PQ
D.若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点,则该群离子具有相同的比荷
题型:不详
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某制药厂的污水处理站的管道中安装了如图所示的流量计,该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口,在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场,在前后两个面的内侧固定有金属板作为电极,当含有大量正负离子(其重力不计)的污水充满管口从左向右流经该装置时,利用电压表所显示的两个电极间的电压U,就可测出污水流量Q(单位时间内流出的污水体积).则下列说法正确的是( )
A.后表面的电势一定高于前表面的电势,与正负哪种离子多少无关
B.若污水中正负离子数相同,则前后表面的电势差为零
C.流量Q越大,两个电极间的电压U越大
D.污水中离子数越多,两个电极间的电压U越大
题型:不详
难度:
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如图所示,在
平面直角坐标系中,直线
与
轴成30°角,
点的坐标为(
,0),在
轴与直线
之间的区域内,存在垂直于
平面向里磁感强度为
的匀强磁场.均匀分布的电子束以相同的速度
从
轴上
的区间垂直于
轴和磁场方向射入磁场.己知从
轴上
点射入磁场的电子在磁场中的轨迹恰好经过
点,忽略电子间的相互作用,不计电子的重力.
(1)电子的比荷(
);
(2)有一电子,经过直线MP飞出磁场时,它的速度方向平行于y轴,求该电子在y轴上的何处进入磁场;(3)若在直角坐标系
的第一象限区域内,加上方向沿
轴正方向大小为
的匀强电场,在
处垂直于
轴放置一平面荧光屏,与
轴交点为
,求:从O点上方最远处进入电场的粒子打在荧光屏上的位置。
题型:不详
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(8分)如图所示,相距为d的虚线AB、CD之间存在着水平向左的、场强为E的匀强电场,M、N是平行于电场线的一条直线上的两点,紧靠CD边界的右侧有一O点,与N点相距为l,在O点固定一电荷量为
(k为静电力常量)的正点电荷,点电荷产生的电场只存在于CD边界的右侧。今在M点释放一个质量为m、电量为-e的电子(重力不计)。求:
(1)电子经过N点时的速度大小。
(2)判断电子在CD右侧做什么运动,并求出电子从M点释放后经过N点的时间。
题型:不详
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如图所示,光滑绝缘轨道ABP竖直放置,其轨道末端切线水平,在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域,电场竖直向上,磁场垂直纸面向里.一带电小球从轨道上的A点由静止滑下,经P点进入场区后,恰好沿水平方向做直线运动.则可判定( )
A.小球带负电
B.小球带正电
C.若小球从B点由静止滑下,进入场区后将立即向上偏
D.若小球从B点由静止滑下,进入场区后将立即向下偏
题型:不详
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