如圖所示，豎直放置的半徑為R的光滑圓環(huán)上，穿過一個絕緣小球，小球質(zhì)量為m，帶電量為q，整個裝置置于水平向左的勻強電場中．今將小球從與環(huán)心O在同一水平線上的A點由靜止釋放，它剛能順時針方向運動到環(huán)的最高點D，而速度為零，則電場強度大小為多大？小球到達最低點B時對環(huán)的壓力為多大？若欲使此小球從與環(huán)心O在同一水平線上的A點開始繞環(huán)做完整的圓周運動，則小球的初動能至少為多大？
小球在運動過程中受到重力、電場力與環(huán)的彈力作用，環(huán)的彈力對小球不做功；
（1）從A到D的過程中，
由動能定理得：-mgr+qEr=0-0，
解得：E=
mg
q
（2）從A到B的過程中，
由動能定理得：mgr+qEr=
1
2
mv2-0，
解得：v=2
gr
；
小球在B點做圓周運動，環(huán)的支持力與重力的合力提供向心力，
由牛頓第二定律得：F-mg=m
v2
r
，
解得：F=5mg，
由牛頓第三定律得：小球在B點時對環(huán)的壓力大小F′=F=5mg；
（3）從A點到最高點（D與A中點）過程中，
由動能定理可得，W電+WG=0-Ek0
即-mg
2
2
R+mg(R-
2
2
R)=0-EK0
解得：Eko=(
2
-1)mgR
答：（1）電場強度大小為
mg
q
；
（2）小球在B點時對環(huán)的壓力大小為5mg．
（3）若欲使此小球從與環(huán)心O在同一水平線上的A點開始繞環(huán)做完整的圓周運動，則小球的初動能至少為(
2
-1)mgR．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示為兩組平行金屬板，一組豎直放置，一組水平放置，今有一質(zhì)量為m的電子靜止在豎直放置的平行金屬板的A點，經(jīng)電壓U0，加速后通過B點進入兩板間距為d、電壓為U的水平放置的平行金屬板間，若電子從兩塊水平平行板的正中間射入，且最后電子剛好能從右側(cè)的兩塊平行金屬板穿出，已知電子電量為e，求：
（1）電子通過B點時的速度大��；
（2）水平放置平行金屬板的長度．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

電子從靜止出發(fā)被500V的電壓加速，然后進入另一個電場強度為5000N/C的勻強偏轉(zhuǎn)電場，進入時的速度方向與偏轉(zhuǎn)電場的方向垂直．已知偏轉(zhuǎn)電場電極長6cm，求：
（1）電子進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度v；
（2）電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的速度與進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度方向之間的夾角θ的正切值．（電子的電荷量q=-1.60×10-19C，質(zhì)量m=0.90×10-30kg）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖，質(zhì)量為m、帶電量為q的帶電粒子從A點以豎直向上的速度v進入電場強度為E的水平勻強電場中．當粒子運動到B點時，速度方向變?yōu)樗�，大小仍為v，已知粒子所受電場力和重力的大小相等，下列說法中正確的是（　�。�
A．粒子在電場中做勻變速運動
B．A、B兩點間的電勢差為
mv2
2q
C．由A點到B點粒子所受合力為零
D．由A點到B點合力對粒子做功為零

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，有一質(zhì)子（質(zhì)量為m，電荷量為e）由靜止開始經(jīng)電壓為U1的電場的加速后，進入兩塊板間距離為d、板間電壓為U2的平行金屬板間，若質(zhì)子恰好從兩板正中間垂直電場方向射入偏轉(zhuǎn)電場，求：（不計質(zhì)子的重力）
（1）質(zhì)子進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度；
（2）為保證質(zhì)子能從下極板正中央的小孔射出，則極板的長度應(yīng)為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，一“?”形絕緣導軌豎直放置，處在水平向右的勻強電場中．左邊的半圓弧與水平桿AB、CD相切于A、C兩點，兩水平桿的高度差為2L，桿AB、CD長度均為4L，O為AD、BC連線的交點，虛線MN、PQ的位置如圖，其中AM=MP=CN=NQ=L，PB=QD=2L．虛線MN左邊的導軌光滑，虛線MN右邊的導軌與小球之間的動摩擦因數(shù)為μ．現(xiàn)把一質(zhì)量為m，電荷量為-q的小球穿在桿上，自N點由靜止釋放后，小球剛好可到達A點．已知靜電力常量為k，重力加速度為g．求：
（1）勻強電場的電場強度E的大��；
（2）小球到達半圓弧中點時，小球?qū)Π雸A弧軌道的壓力大�。�
（3）若在O處固定一點電荷+Q，并將帶電小球自D點以某速度向左瞬間推出，結(jié)果小球可沿桿運動到B點．求從D到B點過程中小球所受摩擦力的最大值．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，水平放置的金屬薄板A、B間有勻強電場，電場強度大小E=2.0×106N/C．A板上有一小孔，D為小孔正上方h=3.2cm處的一點．一帶負電的油滴在重力G=3.2×10-12N作用下，由D點靜止開始做自由落體運動．當油滴進入電場后，恰好做勻速直線運動．求：（g取10m/s2）
（1）油滴剛進入電場時的速度大小v；
（2）油滴所帶的電荷量q；
（3）若A、B兩板之間的距離為d=10cm，試求油滴從D運動到B板的總時間t．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

示波器的示意圖如圖所示金屬絲發(fā)射出來的電子被加速后從金屬板的小孔穿出，進入偏轉(zhuǎn)電場，電子在穿出偏轉(zhuǎn)電場后沿直線前進，最后打在熒光屏上，設(shè)加速電壓U1，偏轉(zhuǎn)極板長l，偏轉(zhuǎn)極板間距d，偏轉(zhuǎn)電壓U2，已知金屬絲發(fā)射出來的電子初速為零，電子的帶電量為e，質(zhì)量為m，當電子加速后從兩金屬板的中央沿平行極板方向進入偏轉(zhuǎn)電場，則（　�。�
A．電子進入偏轉(zhuǎn)電場的初速度為v0=
2eU1
m
B．其他條件不變，加速電壓U1越大，電子穿過偏轉(zhuǎn)電場的時間越長
C．其他條件不變，加速電壓U1越大，電子穿過偏轉(zhuǎn)電場過程，偏轉(zhuǎn)距離越大
D．其他條件不變，偏轉(zhuǎn)電壓U2越大，電子穿過偏轉(zhuǎn)電場過程，偏轉(zhuǎn)距離越大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

在“練習使用示波器”的實驗中：
(1)為觀察亮斑在豎直方向上的偏移，應(yīng)該將掃描范圍旋鈕置于“外X”擋，使亮斑位于屏的________，然后，應(yīng)把“DC”－“AC”開關(guān)置于________位置，以給示波器輸入一個直流電壓．
(2)為給示波器輸入一個Y方向的直流電壓(要求電壓從零開始逐漸增加)，請將圖中器材與示波器連成正確的電路．

(3)如果在示波器熒光屏上發(fā)現(xiàn)水平方向有一自左向右的移動圖形，現(xiàn)要使它在水平方向出現(xiàn)一條直線的方法是(　　)．
A．逆時針旋轉(zhuǎn)輝度調(diào)節(jié)旋鈕
B．調(diào)節(jié)掃描范圍旋鈕和掃描微調(diào)旋鈕，減小掃描頻率
C．調(diào)節(jié)衰減旋鈕
D．調(diào)節(jié)掃描范圍旋鈕和掃描微調(diào)旋鈕，增大掃描頻率
(4)若在示波器的“Y輸入”和“地”之間加上如圖所示的電壓，而掃描范圍旋鈕置于“外X”擋，則此時屏上應(yīng)出現(xiàn)的情形是下圖中的(　　)．

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