(10分)如圖所示,在的豎直勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有一光滑的半圓形絕緣軌QPN與一水平絕緣軌道MN連接,半圓形軌道平面與電場(chǎng)線平行,P為QN圓弧的中點(diǎn),其半徑R=40cm,一帶正電q=10-4C的小滑塊質(zhì)量m=10g,與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù),位于N點(diǎn)右側(cè)x=1.5m處,取g=10m/s2,求:

(1)要使小滑塊恰能運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)Q,則滑塊應(yīng)以多大的初速度v0向左運(yùn)動(dòng)?
(2)這樣運(yùn)動(dòng)的滑塊通過(guò)P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力是多大?
(1)(2)

試題分析:(1)設(shè)小球到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)速度為,則(2分)
滑塊從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到達(dá)Q點(diǎn)過(guò)程中,由動(dòng)能定理得
(2分)
聯(lián)立兩式并代入數(shù)據(jù)解得:(1分)
(2)設(shè)滑塊到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度為,則從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)過(guò)程:
(2分)
又在P點(diǎn)時(shí):(2分)
代入數(shù)據(jù),解得(1分)
點(diǎn)評(píng):難度中等,帶電粒子在電場(chǎng)、重力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),由于電場(chǎng)力和重力做功均與路徑無(wú)關(guān),利用動(dòng)能定理求解問(wèn)題相對(duì)要簡(jiǎn)單
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,圓心在原點(diǎn)、半徑為R的圓將xOy平面分為兩個(gè)區(qū)域,在圓內(nèi)區(qū)域Ⅰ(r≤R)和圓外區(qū)域Ⅱ(r>R)分別存在兩個(gè)磁場(chǎng)方向均垂直于XOY平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng);垂直于XOY平面放置了兩塊平面熒光屏,其中熒光屏甲平行于X軸放置在Y軸坐標(biāo)為-2.22R的位置,熒光屏乙平行于Y軸放置在X軸坐標(biāo)為3.5R的位置,F(xiàn)有一束質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)、動(dòng)能為E0的粒子從坐標(biāo)為(-R,0)的A點(diǎn)沿X軸正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ,最終打在熒光屏甲上,出現(xiàn)坐標(biāo)為(0.4R,  -2.2R,)的亮點(diǎn)。若撤去圓外磁場(chǎng),粒子打在熒光屏甲上,出現(xiàn)坐標(biāo)為(0,-2.2R)的亮點(diǎn)M。此時(shí),若將熒光屏甲沿Y軸負(fù)方向平移,則亮點(diǎn)的X軸坐標(biāo)始終保持不變。(不計(jì)粒子重力影響)

(1)求在區(qū)域Ⅰ和Ⅱ中粒子運(yùn)動(dòng)速度v1、v2 的大小。
(2)求在區(qū)域Ⅰ和Ⅱ中磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、B2的大小和方向。
(3)若上述兩個(gè)磁場(chǎng)保持不變,熒光屏仍在初始位置,但從A點(diǎn)沿X軸正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ的粒子束改為質(zhì)量為m、電荷量為-q、動(dòng)能為3E0的粒子,求熒光屏上的亮點(diǎn)的位置。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(12分)示波管是示波器的核心部分,它主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分組成。在電子槍中,電子由陰極K發(fā)射出來(lái),經(jīng)加速電場(chǎng)加速,然后通過(guò)兩對(duì)相互垂直的偏轉(zhuǎn)電極形成的電場(chǎng),發(fā)生偏轉(zhuǎn)。其示意圖如圖(圖中只給出了一對(duì)方向偏轉(zhuǎn)的電極)所示。電子束打在熒光屏上形成光跡。這三部分均封裝于真空玻璃殼中。已知電子的電荷量=1.6×10C,質(zhì)量=9.0×10kg,電子所受重力及電子之間的相互作用力均可忽略不計(jì),不考慮相對(duì)論效應(yīng)。

(1)若從陰極逸出電子的初速度可忽略不計(jì),要使電子被加速后的動(dòng)能達(dá)到1.6×10J,求加速電壓為多大;
(2)電子被加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng),X方向的偏轉(zhuǎn)電極不加電壓,只在方向偏轉(zhuǎn)電極加電壓,即只考慮電子沿Y(豎直)方向的偏轉(zhuǎn)情況,偏轉(zhuǎn)電極的極板長(zhǎng)=4cm,兩板間距離=1cm,Y極板右端與熒光屏的距離=18cm,當(dāng)在偏轉(zhuǎn)電極上加的正弦交變電壓時(shí),如果電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的初速度,每個(gè)電子通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的過(guò)程中,電場(chǎng)可視為穩(wěn)定的勻強(qiáng)電場(chǎng)。求電子打在熒光屏上產(chǎn)生亮線的最大長(zhǎng)度;

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

在圖中虛線所示的區(qū)域存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)。取坐標(biāo)如圖。一帶電粒子沿x軸正方向進(jìn)入此區(qū)域,在穿過(guò)此區(qū)域的過(guò)程中運(yùn)動(dòng)方向始終不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。不計(jì)重力的影響,電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感強(qiáng)度B的方向可能是
A.E和B都沿x軸正方向B.E沿y軸正向,B沿z軸正向
C.E沿x軸正向,B沿y軸正向D.E、B都沿z軸正向

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(10分)如圖所示,兩塊水平放置、相距為d的長(zhǎng)金屬板接在電壓可調(diào)的電源上。兩板之間的右側(cè)區(qū)域存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。將噴墨打印機(jī)的噴口靠近上板下表面,從噴口連續(xù)不斷噴出質(zhì)量均為m、水平速度均為v0、帶相等電荷量的墨滴。調(diào)節(jié)電源電壓至U, 墨滴在電場(chǎng)區(qū)域恰能沿水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng);進(jìn)入電場(chǎng)、磁場(chǎng)共存區(qū)域后,最終垂直打在下板的M點(diǎn)。

(1)判段墨滴所帶電荷的種類(lèi),并求其電荷量;
(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值;
(3)現(xiàn)保持噴口方向不變,使其豎直下移到兩板中間的位置。為了使墨滴仍能到達(dá)下板M點(diǎn),應(yīng)將磁感應(yīng)強(qiáng)度 調(diào)至B ',則B ' 的大小為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,甲帶正電,乙是不帶電的絕緣塊,甲、乙疊放在一起置于光滑的水平地面上,空間存在著水平方向的的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在水平恒力F的作用下,甲、乙無(wú)相對(duì)滑動(dòng)的一起向左加速運(yùn)動(dòng),在加速運(yùn)動(dòng)階段(  )
A.甲、乙兩物塊之間的摩擦力不變
B.甲、乙兩物塊之間的摩擦力不斷增大
C.甲、乙向左運(yùn)動(dòng)的加速度不斷減小
D.甲對(duì)乙的壓力不斷增大

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,用絕緣細(xì)線拴一個(gè)帶負(fù)電的小球,帶電量為q,讓它在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中(場(chǎng)強(qiáng)為E)繞O點(diǎn)做豎直平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng),a、b兩點(diǎn)分別是圓周的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),不計(jì)空氣阻力。則下列說(shuō)法中正確的是
A.小球質(zhì)量為qE/g
B.小球在運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能守恒
C.小球經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí),機(jī)械能最大
D.小球經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí),電勢(shì)能最大

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

如圖所示,是等離子體發(fā)電機(jī)的示意圖,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,兩板間距離為d,要使輸出電壓為U,則等離子的速度V為_(kāi)______,a是電源的_____極。

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