如图所示,ABCD为表示竖立放在场强为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环,轨道的水平部分与半圆环相切A为水平
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如图所示,ABCD为表示竖立放在场强为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环,轨道的水平部分与半圆环相切A为水平
题型:不详
难度:
来源:
如图所示,ABCD为表示竖立放在场强为E=10
4
V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环,轨道的水平部分与半圆环相切A为水平轨道的一点,而且
.
AB
=R=0.2m,把一质量m=100g、带电q=10
-4
C的小球,放在水平轨道的A点上面由静止开始被释放后,在轨道的内侧运动.(g=10m/s
2
)
求:
(1)它到达C点时的速度是多大?
(2)它到达C点时对轨道压力是多大?
(3)小球所能获得的最大动能是多少?
答案
(1)设小球在C点的速度大小是V
c
,则对于小球由A→C的过程中,应用动能定律列出:
qE.2R-mgR=
1
2
mv
2c
-0
,解得
v
c
=
4qER-2mgR
m
=2m/s
故小球到达C点时的速度为2m/s.
(2)小球在C点时受力分析如图,应满足
N
c
-qE=
mv
2c
R
,解得
N
c
=3N,由牛顿第三定律可知小球对轨道的压力为3N.
故小球到达C点时对轨道的压力大小为3N.
(3)由mg=qE=1N,可知小球受到合力的方向垂直于B、C点的连线BC指向圆心O,所以“等效最低点”在BC的中点E,
设小球的最大动能为
E
km
,由动能定理可得
E
km
=qER(1+sin45°)+mgR(1-cos45°)
解得
E
km
=
2
5
J
故小球所能获得的最大动能为
2
5
J.
举一反三
如图所示,空间存在着电场强度E=2.5×10
2
N/C、方向竖直向上的匀强电场,在电场内一长为L=0.5m的绝缘细线一端固定于O点,另一端拴着质量m=0.5kg、电荷量q=4×10
-2
C的小球.现将细线拉至水平位置,将小球由静止释放,当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂,取g=10m/s
2
.求:
(1)小球带何种电荷;
(2)小球运动到圆周最高点的速度;
(3)细线能承受的最大拉力值;
(4)当细线断后,小球继续运动到与O点水平方向的距离为L时,小球距离O点的高度.
题型:不详
难度:
|
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如图甲所示,B为电源,电动势E=75V,内阻不计.R
1
为固定电阻,R
2
为光敏电阻.C为平行板电容器,虚线OO′到两极板距离相等,极板长l=6.0×10
-2
m,两极板的间距d=1.0×10
-2
m.P为一圆盘,由形状相同、透光率不同的两个半圆形透光片a和b构成,它绕AA′轴按图中箭头方向匀速转动.当细光束通过不同的透光片照射光敏电阻R
2
时,R
2
的阻值不同.有一细电子束沿OO′以速度v
0
=2.0×10
7
m/s连续不断地射入平行板电容器C,电子发生偏转.平行板电容器右端有一接收屏S,电子打到屏上的位置与OO′的距离记为y.当光束刚开始通过透光片a照射R
2
时取t=0,随着圆盘转动,y随时间t变化的关系如图乙所示.忽略细光束的宽度,忽略电容器的充、放电时间以及电子所受的重力.假设照在R
2
上的光强发生改变时R
2
阻值立即有相应的改变.
(1)求圆盘P匀速转动的角速度ω;
(2)已知电子的电荷量e=1.6×10
-19
C,电子的质量m=9×10
-31
kg.当细光束通过透光片a照射光敏电阻R
2
时,R
2
的阻值为1000Ω,当细光束通过透光片b照射光敏电阻R
2
时,R
2
的阻值小于1000Ω.
Ⅰ.定值电阻R
1
的阻值;
Ⅱ.光束通过透光片b照射R
2
时,R
2
的阻值应满足什么条件?
题型:不详
难度:
|
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三个α粒子在同一点沿一方向垂直飞入偏转电场,出现了如图所示的运动轨迹,由此可判断( )
A.在b飞离电场的同时,a刚好打在负极板上
B.b和c同时飞离电场
C.进入电场时,c的速度最大,a和b的速度相同
D.动能的增加值c最小,a和b一样大
题型:不详
难度:
|
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如图所示,离子发生器发射出一束质量为m,带电量为q的离子(初速度不计,重力不计),经加速电压U
1
加速后以垂直于电场方向射入两平行板中央,受偏转电压U
2
作用后,飞出电场.已知平行板的长度为L,两板间距离为d,试计算:
(1)偏转量y是多少?
(2)离子离开电场时的速度偏角θ的正切值是多大?
题型:不详
难度:
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竖直放置的带电平行金属板间有匀强电场,一个带负电的油滴从P
1
点开始由静止释放,图中给出了四条可能的运动轨迹,a、c、d为直线,b为曲线,直线a水平,d竖直,油滴的运动轨迹可能是( )
A.a
B.b
C.c
D.d
题型:不详
难度:
|
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