在绝缘水平面上固定着带电小球A,其质量为M,所带电量为Q.带电小球B与A之间相距为r,质量为m,所带电量为q.现将小球B无初速释放,求:(1)刚释放小球B的加速
题型:不详难度:来源:
在绝缘水平面上固定着带电小球A,其质量为M,所带电量为Q.带电小球B与A之间相距为r,质量为m,所带电量为q.现将小球B无初速释放,求: (1)刚释放小球B的加速度为多大? (2)释放后B做什么运动? |
答案
(1)k (2)见解析 |
解析
(1)由库仑定律及牛顿第二定律得F=k=ma,a=k (2)由于小球B逐渐远离小球A,即r变大,F变小,a变小,小球B做加速度减小的加速运动. |
举一反三
.如图所示,在坐标系xoy平面内,在x=0和x=L之间的区域中分布着垂直纸面向里的匀强磁场和沿x轴正方向的匀强电场,磁场的下边界PQ与x轴负方向成45°,磁感应强度大小为B,电场的上边界为x轴,电场强度大小为E。一束包含着各种速率的比荷为的粒子从Q点垂直y轴射入磁场,一部分粒子通过磁场偏转后从边界PQ射出,进入电场区域,带电粒子重力不计。 (1)求能够从PQ边界射出磁场的粒子的最大速率; (2)若一粒子恰从PQ的中点射出磁场,求该粒子射出电场时的位置坐标
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(12分)如图所示,空间存在范围足够大的竖直向下的匀强电场,电场强度大小E =l.0×10-4v/m,在绝缘地板上固定有一带正电的小圆环A。初始时,带正电的绝缘小球B静止在圆环A的圆心正上方,B的电荷量为g= 9×10-7C,且B电荷量始终保持不变。始终不带电的绝缘小球c从距离B为x0= 0.9m的正上方自由下落,它与B发生对心碰撞,碰后不粘连但立即与B一起竖直向下运动。它们到达最低点后(未接触绝缘地板及小圆环A)又向上运动,当C、B刚好分离时它们不再上升。已知初始时,B离A圆心的高度r= 0.3m.绝缘小球B、C均可以视为质点,且质量相等,圆环A可看作电量集中在圆心处电荷量也为q =9×l0-7C的点电荷,静电引力常量k=9×109Nm2/C2.(g取10m/s2)。求: (l)试求B球质量m;(2)从碰后到刚好分离过程中A对B的库仑力所做的功。 |
.(18分)如图所示,xoy平面内,在y轴左侧某区域内有一个方向竖直向下,水平宽度为l=×10-2m,电场强度为E=1.0×104N/C的匀强电场.在y轴右侧有一个圆心位于x轴上,半径为r=0.01m的圆形磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B=0.01T,在坐标为x0=0.04m处有一垂直于轴的面积足够大的荧光屏PQ。今有一束带正电的粒子从电场左侧沿+x方向射入电场,穿出电场时恰好通过坐标原点,速度大小为v=2×106m/s方向与x轴成30°角斜向下.若粒子的质量m=1.0×10-20kg,电量为q=1.0×10-10C,试求:
(1)粒子射入电场时的位置坐标和初速度; (2)若圆形磁场可沿轴移动,圆心O’在x轴上的移动范围为[0.01,+∞),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。 |
(12分)有一个正方体形的匀强磁场和匀强电场区域,它的截面为边长L=0.20m的正方形,其电场强度为,磁感应强度,磁场方向水平且垂直纸面向里,当一束质荷比为的正离子流(其重力和离子间相互作用不计)以一定的速度从电磁场的正方体区域的左侧边界中点射入,如图所示。(计算结果保留两位有效数字) (1)要使离子流穿过电场和磁场区域而不发生偏转,电场强度的方向如何?离子流的速度多大? (2)在上一问的情况下,在离电场和磁场区域右边界D=0.40m处有与边界平行的平直荧光屏。若只撤去电场,离子流击中屏上a点;若只撤去磁场,离子流击中屏上b点。求ab间距离。(a,b两点图中未画出)
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如图所示,半圆有界匀强磁场的圆心O1在X轴上,OO1距离等于半圆磁场的半径,磁感应强度大小为B1。虚线MN,平行X轴且与半圆相切于P点。在MN上方是正交的匀强电场和匀强磁场,电场场强大小为E,方向沿X轴负向,磁场磁感应强度大小为B2。B1,B2方向均垂直纸面,方向如图所示。有一群相同的正粒子,以相同的速率沿不同方向从原点O射入第I象限,其中沿x轴正方向进入磁场的粒子经过P点射入MN后,恰好在正交的电磁场中做直线运动,粒子质量为m,电荷量为q (粒子重力不计)。求:
(1) 粒子初速度大小和有界半圆磁场的半径。 (2) 若撤去磁场B2,则经过P点射入电场的粒子从y轴出电场时的坐标。 (3) 试证明:题中所有从原点O进入第I象限的粒子都能在正交的电磁场中做直线运动。 |
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