(12分)如圖所示,豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道由斜面部分AC和圓弧部分CB平滑連接,且圓弧軌道半徑R=0.3m,整個(gè)軌道處于豎直向下的勻強(qiáng)電場中。一個(gè)帶正電的小球從斜軌道上高度h=0.8m的A點(diǎn)由靜止釋放,沿軌道滑下,已知小球的質(zhì)量為m=0.2kg,電量為q=10-5C,小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)C時(shí)速度為8m/s,g取10m/s2,求:

(1)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小。
(2)小球到達(dá)圓弧軌道最高點(diǎn)B時(shí),對軌道的壓力(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
(1)E=6×10N/C(2)N’=N=2.67(N)

試題分析:小球運(yùn)動(dòng)時(shí),運(yùn)用動(dòng)能定理列式求解,利用向心力公式,求小球到達(dá)圓弧軌道最高點(diǎn)B時(shí),對軌道的壓力.
解:(1)小球在電場中運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定得:求得:E=6×10N/C
(2)設(shè)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為:,根據(jù)動(dòng)能定得:,在B點(diǎn)時(shí):,求得:N=2.67N,根據(jù)牛頓第三定律可知,小球到達(dá)圓弧軌道最高點(diǎn)B時(shí),對軌道的壓力N’=N=2.67N。
點(diǎn)評:本題是動(dòng)能定理和向心力知識的綜合,關(guān)鍵是理解各個(gè)力做功的情況.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(9分) 如圖所示,兩塊水平放置的平行金屬板板長L=1.4m,板距d=30cm,兩板間有B=1.25T、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。在兩板上加如圖2所示的脈動(dòng)電壓。在t=0時(shí),質(zhì)量m=2×10-15kg、電荷量q=1×10-10C的正離子,以速度v0=4×103m/s從兩板中間水平射入,試問:

(1)試通計(jì)算說明粒子在板間做什么運(yùn)動(dòng)?畫出其軌跡。
(2)粒子在場區(qū)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(22分)如圖所示,在真空中的豎直平面內(nèi),用長為2L的絕緣輕桿連接兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球A和B,A球的電荷量為+4q,B球的電荷量為-3q,組成一帶電系統(tǒng).虛線MN與PQ平行且相距3L,開始時(shí)PQ恰為桿的中垂線.在MN與PQ間加豎直向上的勻強(qiáng)電場,恰能使帶電系統(tǒng)靜止不動(dòng).現(xiàn)使電場強(qiáng)度突然加倍(已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間)

求:
(1)B球剛到達(dá)電場邊界PQ時(shí)的速度大;
(2)判定A球能否到達(dá)電場邊界MN,如能,請求出A球到達(dá)電場邊界MN時(shí)的速度大;如不能,請說明理由。
(3) 帶電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程中,B球電勢能增加量的最大值;
(4)帶電系統(tǒng)從開始運(yùn)動(dòng)到返回原出發(fā)點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示是粒子速度選擇器的原理圖, 如果粒子的重力不計(jì),所具有的速率
v=E/B,那么有(    )
A.帶正電粒子必須沿ab方向從左側(cè)進(jìn)入場區(qū),才能沿直線通過 
B.帶負(fù)電粒子必須沿ba方向從右側(cè)進(jìn)入場區(qū),才能沿直線通過
C.不論粒子電性如何,沿ab方向從左側(cè)進(jìn)入場區(qū),都能沿直線通過
D.不論粒子電性如何,沿ba方向從右側(cè)進(jìn)入場區(qū),都能沿直線通過

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

在xoy 平面第Ⅰ、Ⅱ象限中,存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)為E=,在第Ⅲ、Ⅳ象限中,存在垂直于xoy平面方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 =" 2" B1 =" 2" B ,帶電粒子a、b先后從第Ⅰ、Ⅱ象限的P、Q兩點(diǎn)(圖中沒有標(biāo)出)由靜止釋放,結(jié)果兩粒子同時(shí)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場B1、B2中,再經(jīng)過時(shí)間t第一次經(jīng)過y軸時(shí)恰在點(diǎn)M(0,-)處發(fā)生正碰(即碰前兩粒子速度方向相反),碰撞前帶電粒子b的速度方向與y 軸正方向成60°角,不計(jì)粒子重力和兩粒子間相互作用。求:

(1)兩帶電粒子的比荷及在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑;
(2)帶電粒子釋放的位置P、Q兩點(diǎn)坐標(biāo)及釋放的時(shí)間差。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

霍爾效應(yīng)廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體材料的測試和研究中,例如應(yīng)用霍爾效應(yīng)測試半導(dǎo)體是電子型還是空穴型,研究半導(dǎo)體內(nèi)載流子濃度的變化等。在霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,如圖所示,寬為cm,長為4cm,厚為cm的導(dǎo)體,沿方向通有3A的電流,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場垂直向里穿過平面時(shí),產(chǎn)生了V的霍爾電壓,(已知導(dǎo)體內(nèi)定向移動(dòng)的自由電荷是電子),則下列說法正確的是
A.在導(dǎo)體的前表面聚集自由電子,電子定向移動(dòng)的速率
B.在導(dǎo)體的上表面聚集自由電子,電子定向移動(dòng)的速率
C.在其它條件不變的情況下,增大的長度,可增大霍爾電壓
D.每立方米的自由電子數(shù)為個(gè)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,負(fù)離子束沿軸正方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,經(jīng)偏轉(zhuǎn)后打在熒光屏上點(diǎn)處,則(   )
A.、都指向軸正方向
B.、都指向軸正方向
C.、都指向軸負(fù)方向
D.、都指向軸負(fù)方向

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在如下勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場共存的區(qū)域內(nèi),帶正電的粒子(不計(jì)重力)不可能沿x軸正方向做直線運(yùn)動(dòng)的是(       )

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如下圖所示,虛線間空間存在由勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁場B組成的正交或平行的電場和磁場,有一個(gè)帶正電荷的小球(電荷量為+q,質(zhì)量為m)從正交或平行的電磁混合場上方的某一高度自由落下,那么,帶電小球可能沿直線通過下列的哪個(gè)電磁混合場

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