【題目】如圖甲所示，一端連接一質(zhì)量為1kg的帶正電小球的輕桿，可繞固定軸O在豎直面內(nèi)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)。豎直內(nèi)有方向豎直向下、場(chǎng)強(qiáng)E=1×103N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)。小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能Ek與桿對(duì)球的作用力F間的關(guān)系如圖乙所示。取豎直向下為力F的正方向，重力加速度取g=10m/s2。求：

(1)小球所帶的電荷量；

(2)當(dāng)小球在最高點(diǎn)的速度為6m/s時(shí)，其運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的速度。

【答案】（1）（2）

【解析】試題分析：小球在最高點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律和當(dāng)動(dòng)能為零時(shí)，桿對(duì)球的力為： ，聯(lián)立即可求出小球所帶的電荷量；同理小球在最高點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律和動(dòng)能定理求出運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的速度。

（1）小球在最高點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律可得：

根據(jù)乙圖可得，當(dāng)時(shí)，桿對(duì)球的力為：

聯(lián)立解得：

（2）小球在最高點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律可得：

當(dāng)時(shí)，桿對(duì)球的力為： 聯(lián)立解得：

當(dāng)小球從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，

根據(jù)動(dòng)能定理得：

解得：v2=10m/s

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某一物體做直線運(yùn)動(dòng),其速度隨時(shí)間變化的v-t圖象如圖所示。下列說(shuō)法正確的是 ( )

A. 在t=36s時(shí)，物體速度的方向發(fā)生了變化

B. 在0-44s內(nèi)，bc段對(duì)應(yīng)的加速度最大

C. 在36s-44s內(nèi)，物體的加速度為-6m/s2

D. 在36s-44s內(nèi)，物體的位移為192m

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】國(guó)家重大科學(xué)工程項(xiàng)目“EAST超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置”實(shí)現(xiàn)了電子溫度超過(guò)5000萬(wàn)度、持續(xù)時(shí)間達(dá)102秒的超高溫長(zhǎng)脈沖等離子體放電，這是國(guó)際托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置上電子溫度達(dá)到5000萬(wàn)度持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的等離子體放電。該成果在未來(lái)聚變堆研究中具有里程碑意義，標(biāo)志著我國(guó)在穩(wěn)態(tài)磁約束聚變研究方面繼續(xù)走在國(guó)際前列。“EAST”部分裝置的簡(jiǎn)化模型：要持續(xù)發(fā)生熱核反應(yīng)，必須把溫度高達(dá)幾百萬(wàn)攝氏度以上的核材料約束在半徑分別為和的兩個(gè)同心圓之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)，等離子體只在半徑為的圓形區(qū)域內(nèi)反應(yīng)，環(huán)形區(qū)域存在著垂直于截面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。假設(shè)約束的核聚變材料只有氕核（）和氘核（），已知氕核（）的質(zhì)量為，電量為，兩個(gè)同心圓的半徑滿足，只研究在紙面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的核子，不考慮核子間的相互作用，中子和質(zhì)子的質(zhì)量差異以及速度對(duì)核子質(zhì)量的影響。

（1）兩個(gè)氘核（）結(jié)合成一個(gè)氦核（）時(shí)，要放出某種粒子，同時(shí)釋放出能量，寫出上述核反應(yīng)方程；

（2）核聚變材料氕核（）和氘核（）具有相同的動(dòng)能，為了約束從反應(yīng)區(qū)沿不同方向射入約束區(qū)的核子，求環(huán)形磁場(chǎng)區(qū)域所加磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B滿足的條件；

（3）若環(huán)形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，氕核（）從圓心O點(diǎn)沿半徑方向以某一速度射入約束區(qū)，恰好經(jīng)過(guò)約束區(qū)的外邊界，求氕核（）運(yùn)動(dòng)的周期T。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，邊長(zhǎng)L=10cm的正方形線圈abcd共100匝，線圈電阻r=1Ω，線圈繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度，外電路電阻R=4Ω，則

A. 轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為3.14V

B. 由圖示位置（線圈平面與磁感線平行）轉(zhuǎn)過(guò)30°角時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1.57V

C. 交變電壓表的示數(shù)2.23V

D. 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周外力做的功0.99J

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】為了測(cè)量某待測(cè)電阻Rx的阻值（約為30 Ω），有以下一些器材可供選擇：

電流表A1（量程為0～50 mA，內(nèi)阻約為10 Ω）；

電流表A2（量程為0～3 A，內(nèi)阻約為0.12 Ω）；

電壓表V1（量程為0～3 V，內(nèi)阻很大）；

電壓表V2（量程為0～15 V，內(nèi)阻很大）；

電源E（電動(dòng)勢(shì)約為3 V，內(nèi)阻約為0.2 Ω）；

定值電阻R（20 Ω，允許最大電流為1.0 A）；

滑動(dòng)變阻器R1（0～10 Ω，允許最大電流為2.0 A）；

滑動(dòng)變阻器R2（0～1 kΩ，允許最大電流為0.5 A）；

單刀單擲開(kāi)關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干。

根據(jù)以上器材設(shè)計(jì)電路，要求測(cè)量范圍盡可能大、精確度高。

（1）電流表應(yīng)選________，電壓表應(yīng)選________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________ (填寫器材符號(hào)) 。

（2）請(qǐng)?jiān)诖痤}卡虛線框內(nèi)畫(huà)出測(cè)量電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路圖__________（并在電路圖中標(biāo)出所用元件的對(duì)應(yīng)符號(hào)）。

（3）若電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，則待測(cè)電阻Rx的表達(dá)式為Rx=_______。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中某處P放一個(gè)長(zhǎng)度為L=20cm，通電電流I=0.5A的直導(dǎo)線，測(cè)得它受到的最大磁場(chǎng)力F=1.0N，其方向豎直向上，現(xiàn)將該通電導(dǎo)線從磁場(chǎng)撤走，則P處磁感應(yīng)強(qiáng)度為（ ）

A. 零

B. 10 T，方向豎直向上

C. 0.1 T，方向豎直向下

D. 10 T，方向肯定不沿豎直向上的方向

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示,平面直角坐標(biāo)系xOy的x軸水平向右,y軸豎直向下,將一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向以某一初速度向著一光滑固定斜面拋出,小球運(yùn)動(dòng)到斜面頂端a點(diǎn)時(shí)速度方向恰好沿斜面向下,并沿O,斜面滑下。若小球沿水平方向的位移和速度分別用x和vx表示,沿豎直方向的位移和速度分別用y和vy表示,則在小球從O點(diǎn)到余斜面底端b點(diǎn)的過(guò)程中,以上四個(gè)物理量隨時(shí)間變化的圖象可能是

A. B. C. D.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示,一水平放置的固定汽缸,由橫截面積不同的兩個(gè)足夠長(zhǎng)的圓筒連接而成,活塞A、B可以在圓筒內(nèi)無(wú)摩擦地沿左右滑動(dòng),它們的橫截面積分別為SA=30cm2、SB=15cm2,A、B之間用一根長(zhǎng)為L=3m的細(xì)桿連接。A、B之間封閉著一定質(zhì)量的理想氣體,活塞A的左方和活塞B的右方都是大氣,大氣壓強(qiáng)始終保持P=1.0x105Pa�；钊�B的中心連一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線,細(xì)線的另一端固定在墻上,當(dāng)汽缸內(nèi)氣體溫度為T1=540K時(shí),活塞B與兩圓簡(jiǎn)連接處相距距l=1m,此時(shí)細(xì)線中的張力為F=30N

①求此時(shí)汽缸內(nèi)被封閉氣體的壓強(qiáng);

②若緩慢改變汽缸內(nèi)被封閉氣體的溫度,則溫度為多少時(shí)活塞A恰好移動(dòng)到兩圓筒連接處?

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在半徑為R、以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心的半圓形區(qū)域內(nèi)，有相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E、方向及x軸負(fù)方向，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面。一帶正電的粒子（不計(jì)重力）從點(diǎn)沿y軸正方向以某一速度射入，帶電粒子恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間從O點(diǎn)射出半圓形區(qū)域。若僅撤去磁場(chǎng)，帶電粒子仍從P點(diǎn)以相同的速度射入，則帶電粒子經(jīng)時(shí)間從半圓形區(qū)域的邊界射出。

（1）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向。

（2）求在僅撤去磁場(chǎng)的情況下，粒子的加速度和粒子射出半圓形區(qū)域時(shí)的速度大小。

（3）若僅撤去電場(chǎng)，帶電粒子從O點(diǎn)沿y軸負(fù)方向射入，且速度為原來(lái)的4倍，求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案