如图所示,BC是半径为R的1/4圆弧形光滑绝缘轨道,轨道位于竖直平面内,其下端与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度为E。现有一质量
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如图所示,BC是半径为R的1/4圆弧形光滑绝缘轨道,轨道位于竖直平面内,其下端与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度为E。现有一质量
题型:不详
难度:
来源:
如图所示,
BC
是半径为
R
的1/4圆弧形光滑绝缘轨道,轨道位于竖直平面内,其下端与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度为
E
。现有一质量为
m
的带电小滑块(体积很小可视为质点),在
BC
轨道的
D
点释放后可以静止不动。已知
OD
与竖直方向的夹角为
α
=37°,随后把它从
C
点由静止释放,滑到水平轨道上的
A
点时速度减为零。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为
=0.25,且sin37
0
="0.6 " cos37
0
="0.8 "
tan
37°=0.75。取重力加速度为
g
求:
小题1:滑块的带电量
q
1
和带电种类;
小题2:水平轨道上
A
、
B
两点之间的距离
L
;
小题3:滑块从C点下滑过程中对轨道的最大压力;
答案
小题1:
(带正电)
小题2:
小题3:2.25 mg
解析
(1)静止在D处时甲的受力如图,可知甲应带
正电
,并且有:
∴
(带正电)
(2)甲从C经B到A的过程中,重力做正功,电场力和摩擦力做负功。则由动能定理有:
解得:
(3)分析知D点速度最大,设V
D
由动能定理有
mgRcos
α
-qER(1-sin
α
)
=1/2mv
D
2
-0
设支持力N 由牛顿第二定律
N-F= mv
D
2
/R
由平衡条件
F=mg/cos
α
解N="2.25mg "
由牛顿第三定律 最大压力2.25 mg
举一反三
如图所示,两块与水平方向成α角的平行带等量异种电荷的金属板AB与CD,正对放置,板长均为L,有一质量为m、带电量为q的微粒从金属板A端以速度v
0
沿水平方向进入两板间,并沿直线从金属板D端射出。
求:
小题1:两金属板间电压是多少?
小题2:带电微粒从D端射出时的速度为多少?
题型:不详
难度:
|
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某种加速器的理想模型如图1所示:两块相距很近的平行小极板中间各开有一小孔
、
,两极板间电压
的变化图象如图2所示,电压的最大值为
、周期为
,在两极板外有垂直纸面向里的匀强磁场。若将一质量为
、电荷量为
的带正电的粒子从板内
孔处静止释放,经电场加速后进入磁场,在磁场中运动时间
后恰能再次从
孔进入电场加速。现该粒子的质量增加了
。(粒子在两极板间的运动时间不计,两极板外无电场,不考虑粒子所受的重力)
小题1:若在
时刻将该粒子从板内
孔处静止释放,求其第二次加速后从
孔射出时的动能;
小题2:现要利用一根长为
的磁屏蔽管(磁屏蔽管置于磁场中时管内无磁场,忽略其对管外磁场的影响)使图1中实线轨迹(圆心为
)上运动的粒子从
孔正下方相距
处的
孔水平射出,请在答题卡图上的相应位置处画出磁屏蔽管;
小题3:若将电压
的频率提高为原来的2倍,该粒子应何时由板内
孔处从静止开始加速,才能经多次加速后获得最大动能?最大动能是多少?
题型:不详
难度:
|
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一质子以速度V穿过互相垂直的电场和磁场区域而没有发生偏转,则 ( )
A.若电子以相同速度V射入该区域,将会发生偏转
B.无论何种带电粒子(不计重力),只要以速度V射入都不会偏转
C.若质子的速度V′<V,它将向下偏转而做类似的平抛运动
D.若质子的速度V′>V,它将向上偏转,其运动轨迹既不是圆弧也不是抛物线。
题型:不详
难度:
|
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如图所示,在x>0的空间中存在沿x轴方向的匀强电场,电场强度E=10N/C;在x<0的空间中存在垂直xOy平面方向的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。一带负电的粒子(荷质比q/m=160C/kg)在x= 0.06m处的d点以v
0
=8m/s的初速度沿y轴正方向开始运动,不计带电粒子的重力。求:
小题1:带电粒子开始运动后第一次通过y轴时,与y轴的交点距O点的距离;
小题2:带电粒子进入磁场后经多长时间返回电场;
小题3:带电粒子运动的周期。
题型:不详
难度:
|
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如图所示,在MN左侧有相距为
的两块正对的平行金属板P、Q,板长
两板带等量异种电荷,上极板带负电。在MN右侧存在垂直于纸面的矩形匀强磁场(图中未画出),其左边界和下边界分别与MN、AA’重合(边界上有磁场)。现有一带电粒子以初速度
v
0
沿两板中央OO′射入,并恰好从下极板边缘射出,又经过在矩形有界磁场中的偏转,最终垂直于MN从A点向左水平射出。 已知A点与下极板右端的距离为
d
。不计带电粒子重力。求:
小题1:粒子从下极板边缘射出时的速度;
小题2:粒子从O运动到A经历的时间;
小题3:矩形有界磁场的最小面积。
题型:不详
难度:
|
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