【題目】如圖所示,水平絕緣粗糙的軌道AB與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接,半圓形軌道的半徑R=0.4m在軌道所在空間存在水平向右的勻強電場,電場線與軌道所在的平面平行,電場強度E=1.0×104N/C現(xiàn)有一電荷量q=+1.0×10-4C,質(zhì)量m=0.1kg的帶電體(可視為質(zhì)點),在水平軌道上的P點由靜止釋放,帶電體恰好能通過半圓形軌道的最高點C,然后落至水平軌道上的D點.取g=10m/s2.試求:
(1)帶電體運動到圓形軌道B點時對圓形軌道的壓力大;
(2)D點到B點的距離XDB;
(3)帶電體在從P開始運動到落至D點的過程中的最大動能
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
試題分析:(1)設(shè)帶電體通過C點時的速度為,根據(jù)牛頓第二定律得:
設(shè)帶電體通過B點時的速度為,設(shè)軌道對帶電體的支持力大小為,帶電體從B運動到C的過程中,根據(jù)動能定理:
帶電體在B點時,根據(jù)牛頓第二定律有:
聯(lián)立解得:
根據(jù)牛頓第三定律可知,帶電體對軌道的壓力。
(2)設(shè)帶電體從最高點C落至水平軌道上的D點經(jīng)歷的時間為,根據(jù)運動的分解有: ,,聯(lián)立解得:。
(3)由P到B帶電體做加速運動,故最大速度一定出現(xiàn)在從B經(jīng)C到D的過程中,在此過程中有重力和電場力做功,這兩個力大小相等,其合力與重力方向成夾角斜向右下方,故最大速度必出現(xiàn)在B點右側(cè)對應(yīng)圓心角為處。
設(shè)小球的最大動能為,根據(jù)動能定理有:
解得:。
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【題目】如圖所示的直線是真空中的某電場的一條電場線,AB是這條電場線上的兩點,一個帶負電的粒子在只受電場力的情況下,以速度vA經(jīng)過A點向B點運動,經(jīng)一段時間以后,該帶電粒子以速度VB經(jīng)過B點,且與VA方向相反,則( )
A. A點的電勢一定低于B點的電勢
B. A點的場強一定大于B點的場強
C. 該帶電粒子在A點的電勢能一定小于它在B點的電勢能
D. 該帶電粒子在A點時的動能與電勢能之和一定等于它在B點時的動能與電勢能之和
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【題目】某一運動質(zhì)點沿一直線做往返運動,如圖所示,OA=AB=OC=CD=1 m,0點為x軸上的原點,且質(zhì)點由A點出發(fā)向x軸的正方向運動至B點再返回沿x軸的負方向運動,以下說法正確的是( )
A.質(zhì)點在A→B→C的時間內(nèi)發(fā)生的位移為2 m,路程為4 m
B.質(zhì)點在B→D的時間內(nèi)發(fā)生的位移為-4 m,路程為4 m
C.當(dāng)質(zhì)點到達D點時,其位置可用D點的坐標-2 m表示
D.當(dāng)質(zhì)點到達D點時,相對于A點的位移為-5m
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【題目】了解物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程,學(xué)會像科學(xué)家那樣觀察和思考,往往比掌握知識本身更重要.以下符合事實的是( )
A. 焦耳發(fā)現(xiàn)了電流熱效應(yīng)的規(guī)律
B. 庫侖總結(jié)出了點電荷間相互作用的規(guī)律
C. 楞次發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),拉開了研究電與磁相互關(guān)系的序幕
D. 牛頓將斜面實驗的結(jié)論合理外推,間接證明了自由落體運動是勻變速直線運動
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【題目】如圖所示,在兩等量異種點電荷的電場中,MN為兩電荷連線的中垂線,a、b、c三點所在直線平行于兩電荷的連線,且a與c關(guān)于MN對稱,b點位于MN上,d點位于兩電荷的連線上。以下判斷正確的是( )
A. b點場強大于d點場強
B. a、b兩點的電勢差等于b、c兩點間的電勢差
C. b點場強小于d點場強
D. 試探電荷+q在a點的電勢能小于在c點的電勢能
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【題目】如圖所示,勻強磁場B1垂直水平光滑金屬導(dǎo)軌平面向下,垂直導(dǎo)軌放置的導(dǎo)體棒ab在平行于導(dǎo)軌的外力F作用下做勻加速直線運動,通過兩線圈感應(yīng)出電壓,使電壓表示數(shù)U保持不變。已知變阻器最大阻值為R,且是定值電阻R2 的三倍,平行金屬板MN相距為d。在電場作用下,一個帶正電粒子從O1由靜止開始經(jīng)O2小孔垂直AC邊射入第二個勻強磁場區(qū),該磁場的磁感應(yīng)強度為B2,方向垂直紙面向外,其下邊界AD距O1O2連線的距離為h。已知場強B2 =B,設(shè)帶電粒子的電荷量為q、質(zhì)量為m,則高度,請注意兩線圈繞法,不計粒子重力。求:
(1)試判斷拉力F能否為恒力以及F的方向(直接判斷);
(2)調(diào)節(jié)變阻器R的滑動頭位于最右端時,MN兩板間電場強度多大?
(3)保持電壓表示數(shù)U不變,調(diào)節(jié)R的滑動頭,帶電粒子進入磁場B2后都能擊中AD邊界,求粒子打在AD邊界上的落點距A點的距離范圍。
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【題目】如圖所示,在兩個等量異種點電荷A、B之間放一金屬導(dǎo)體,a、b、d是三條帶方向的曲線,c是金屬導(dǎo)體內(nèi)部一點。開關(guān)S處于斷開狀態(tài),取無窮遠處為電勢零點。穩(wěn)定后
A.把一點電荷從曲線b上的一點移到曲線d上的一點,靜電力一定做功
B.點電荷A、B在c點產(chǎn)生的合場強為0
C.曲線a不能表示電場線
D.閉合開關(guān)S,導(dǎo)線上可能無電流
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【題目】)質(zhì)量為m的物體在豎直方向的拉力作用下,以大小為0.8g的加速度減速上升h的過程中,下列判斷正確的是(重力加速度大小為g)
A. 重力勢能增加了0.8mgh B. 物體克服重力做功mgh
C. 動能減少了0.8mgh D. 機械能增加了0.2mgh
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【題目】關(guān)于位移與路程,下列說法正確的是
A. 路程就是位移的大小
B. 若物體路程為零,則位移也一定為零
C. 若物體位移為零,則路程也一定為零
D. 只要物體做直線運功,則位移大小和路程一定相等
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