(12分)如图所示,半径为R的光滑绝缘环,竖直放置于电场强度为E的水平匀强电场中,质量为m,带电量为+q的空心小球穿在环上。当小球由静止开始从环的顶点A下滑到与
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(12分)如图所示,半径为R的光滑绝缘环,竖直放置于电场强度为E的水平匀强电场中,质量为m,带电量为+q的空心小球穿在环上。当小球由静止开始从环的顶点A下滑到与
题型:不详
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(12分)如图所示,半径为R的光滑绝缘环,竖直放置于电场强度为E的水平匀强电场中,质量为m,带电量为+q的空心小球穿在环上。当小球由静止开始从环的顶点A下滑到与圆心等高的水平位置B时,求:
(1)小球的电势能变化多大?
(2)小球的速度是多大?
(3)小球对环的压力多大?
答案
(1)电势能减少qER (2)
(3)3qE+mg
解析
试题分析:小球由A点释放,受到重力、电场力和环的弹力作用,根据电场力做功与电势能变化的关系得到电势能的变化情况,根据动能定理判断动能的变化情况从而求出小球的速度.
(1)A到B电场力做功W=qER,所以电势能减少qER (4分)
(2)设速度为v,由动能定理
得
① (4分)
(3)设支持力为N,由牛顿第二定律
②
由①②解得N=3qE+mg 由牛顿第三定律得小球对环压力N’=N=3qE+mg (4分)
点评:
举一反三
(10分)如图所示,A、B是竖直放置的中心带有小孔的平行金属板,两板间的电压为U
1
=100V,C、D是水平放置的平行金属板,板间距离为d=0.2m,板的长度为L=1m,P是C板的中点,A、B两板小孔连线的延长线与C、D两板的距离相等,将一个负离子从板的小孔处由静止释放,求:
(1)为了使负离子能打在P点,C、D两板间的电压应为多少?哪板电势高?
(2)如果C、D两板间所加的电压为2V,则负离子能打在板上吗?若不能打在板上,它离开电场时发生的侧位移多少?
题型:不详
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(10分)电荷量为q=1×10
-4C
的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上,所在空间存在沿水平方向的匀强电场,场强E与时间t的关系及物块速度v与时间t的关系如图所示。若重力加速度g取10 m/s
2
,求:(1)物块的质量m以及物块与水平面之间的动摩擦因数;(2)物块运动2s过程中,其电势能的改变量。
题型:不详
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(10分)如图,在3、4象限有垂直纸面向外的匀强磁场,在1、2象限有竖直向下的匀强电场。现从y轴上的P点(其坐标为(0,a))水平向右发射一质量为m,电量为q,速度为V
0
的带电粒子(不计重力).它与+x方向成45°角进入第4象限。
(1)电场强度的大小?
(2)若有一长略大于3a的绝缘弹性板放在x轴上,且中点与坐标原点重合,问磁感应强度多少时,粒子与薄板弹性碰撞后(即碰撞前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变,方向相反)可再次从第2象限直接回到P点?
题型:不详
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设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,如图6所示,已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零,C点是运动的最低点,忽略重力,以下说法中不正确的是
A.这离子必带正电荷
B.A点和B点位于同一高度
C.离子在C点时速度最大
D.离子到达B点后,将沿原曲线返回A点
题型:不详
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如图所示,通电导体棒AC静止于水平导轨上,棒的质量为m长为L,通过的电流强度为I,匀强磁场的磁感强度B的方向与导轨平面成θ角,求导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为多大?
题型:不详
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