【題目】如圖所示，半為R＝0.4m半圓形絕緣光滑軌道BC與水平絕緣粗糙的軌道AB在B點平滑連接，軌道AB上方有電場強度大小為E＝1.O×104N/C，方向向左的勻強電場。現(xiàn)有一質(zhì)量m＝0.1kg、電荷量q＝＋1.0×10-4C的帶電體(可視為質(zhì)點)，在水平軌道上的P點由靜止釋放，若帶電體恰好可以沿圓弧軌道運動到C點，并在離開C點后，落回到水平面上的D點(圖中未畫出)，重力加速度g＝10m/s2。求：

（1）帶電體運動到圓形軌道B點時對軌道的壓力大小；

（2）帶電體落回到水平面上的D點到B點的距離；

（3）帶電體從開始運動到落回到水平面整個過程中的最大動能(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

【答案】（1）6.0N ；（2）0 ；（3）1.17J（J也對）

【解析】

（1）設(shè)帶電體通過C點時的速度為vC，根據(jù)牛頓第二定律有

mg=m

解得

vC=2.0m/s

設(shè)帶電體通過B點時的速度為vB，設(shè)軌道對帶電體的支持力大小為FB，帶電體在B點時，根據(jù)牛頓第二定律有：

，

帶電體從B運動到C的過程中，根據(jù)動能定理有：

聯(lián)立解得

FB=6.0N；

根據(jù)牛頓第三定律，帶電體對軌道的壓力

F′B=6.0N；

（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t，根據(jù)運動的分解有：

2R=，

，

聯(lián)立解得

；

（3）由P點到B點帶電體做加速運動，故最大速度一定出現(xiàn)在從B到C的過程中，在此過程中只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45°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45°處。

設(shè)帶電體的最大動能為Ekm，根據(jù)動能定理有：

qERsin45°-mgR（1—cos45°）=Ekm-

代入數(shù)據(jù)解得

Ekm≈1.17J（J也對）

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖是某電場中的一條電場線，P、Q是這條電場線上的兩點，若將帶負(fù)電的點電荷從P點由靜止釋放，點電荷僅在電場力作用下沿電場線從P向Q加速運動，且加速度變小，則下述判斷正確的是（ ）

A.Q點的電場強度比P點的大B.P點的電勢比Q點的高

C.該電場可能是勻強電場D.運動過程中，點電荷的電勢能不斷減少

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實驗小組欲以如圖1所示實驗裝置探究“加速度與物體受力和質(zhì)量的關(guān)系”。圖1中A為小車，B為裝有砝碼的小盤，C為一端帶有定滑輪的長木板，小車通過紙帶與電磁打點計時器相連，小車的質(zhì)量為m1，小盤（及砝碼）的質(zhì)量為m2。

（1）下列說法正確的是 。

A．實驗時先放開小車，再接通打點計時器的電源

B．每次改變小車質(zhì)量時，應(yīng)重新平衡摩擦力

C．本實驗中應(yīng)滿足m2遠小于m1的條件

D．在用圖象探究小車加速度與受力的關(guān)系時，應(yīng)作a﹣m1圖象

（2）實驗中得到一條打點的紙帶，如圖2所示，已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T，且間距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，則打點計時器打下F點時小車的瞬時速度的計算式為vF= ，小車加速度的計算式a= 。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩條相同的“L”型金屬導(dǎo)軌平行固定且相距 d=1m，水平部分 LM、OP在同一水平面上且處于豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度 B1=1T；傾斜部分 MN、PQ 與水平 面成 37°角，有垂直于軌道平面向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度 B2=3T。金屬棒 ab 質(zhì)量為 m1=0.2kg、 電阻 R1=1Ω，金屬棒 ef 的質(zhì)量為 m2=0.5kg、電阻為 R2=2Ω。ab 置于光滑水平導(dǎo)軌上，ef 置于 動摩擦因數(shù) μ=0.5 的傾斜導(dǎo)軌上，金屬棒均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。從 t=0 時刻起，ab 棒在水 平恒力 F1 的作用下由靜止開始向右運動，ef 棒在沿斜面的外力 F2 的作用下保持靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)ab 棒勻速運動時，此時撤去力 F2，金屬棒 ef 恰好不向上滑動（設(shè)定最大靜摩擦力等于滑動摩 擦力，ab 始終在水平導(dǎo)軌上運動），sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2。求：

（1）當(dāng)金屬棒 ab 勻速運動時，其速度為多大；

（2）金屬棒 ab 在運動過程中最大加速度的大小；

（3）若金屬棒 ab 從靜止開始到勻速運動用時 t=1.2s，則此過程中金屬棒 ef 產(chǎn)生的焦耳熱為多 少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為θ＝45°的光滑平直導(dǎo)軌db與半徑為r的光滑圓環(huán)軌道相切，切點為b，整個軌道處在豎直平面內(nèi)。一質(zhì)力為m的小滑塊從導(dǎo)軌上的d處無初速下滑進入圓環(huán)軌道，接著小滑塊從圓環(huán)最高點a水平飛出，恰好擊中導(dǎo)軌上與圓心O等高的c點，已知圓環(huán)最低點為e點，重力加速度為g，不計空氣阻力。求：

（1）小滑塊在a點飛出時具有的動能；

（2）小滑塊在e點對圓環(huán)軌道壓力的大小。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】高速公路的ETC電子收費系統(tǒng)如圖所示，ETC通道的長度是識別區(qū)起點到自動欄桿的水平距離。某汽車以21.6km/h的速度勻速進入識別區(qū)，ETC天線用了0.3s的時間識別車載電子標(biāo)簽，識別完成后發(fā)出“滴”的一聲，司機發(fā)現(xiàn)自動欄桿沒有抬起，于是采取制動剎車，汽車剛好沒有撞桿。已知司機的反應(yīng)時間為0.7s，剎車的加速度大小為5m/s2，則該ETC通道的長度約為

A. 4.2mB. 6.0mC. 7.8mD. 9.6m

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，它們的電阻可忽略不計，在M和P之間接有阻值為R＝3.0Ω的定值電阻．導(dǎo)體棒ab長l＝0.5m，其電阻為r＝1.0Ω，，與導(dǎo)軌接觸良好．整個裝置處于方向豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B＝0.4T．現(xiàn)使ab以v＝10m/s的速度向右做勻速運動．則ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為___________v，通過ab棒的電流方向___________（填“a→b”或“b→a”），電流大小為___________A，ab棒所受安培力的大小為___________N，方向___________。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為一邊長為 L 的正方形 abcd，P是 bc 的中點，若正方形區(qū)域內(nèi)只存在由 d 指向 a 的勻強電場，則在 a 點沿 ab 方向以速度 v 入射的質(zhì)量為 m、電荷量為 q的帶負(fù)電粒子（不計重力）恰好從 P 點射出若該區(qū)域內(nèi)只存在垂直紙面向里的勻強磁場，則在 a 點沿 ab 方向以速度 v入射的同種帶電粒子恰好從c 點射出.由此可知( )

A.勻強電場的電場強度為

B.勻強磁場的磁感應(yīng)強度為

C.帶電粒子在勻強電場中運動和在勻強磁場中運動的時間之比為 1:2

D.帶電粒子在勻強電場中運動的加速度大小等于在勻強磁場中運動的加速度大小

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一絕緣細線Oa下端系一輕質(zhì)帶正電的小球a(重力不計)，地面上固定一光滑的絕緣圓弧管道AB，圓心與小球a位置重合。一質(zhì)量為m、帶負(fù)電的小球b由A點靜止釋放，小球a由于受到絕緣細線的拉力而靜止，其中細線O′a水平，細線Oa與豎直方向的夾角為θ。當(dāng)小球b沿圓弧管道運動到小球a正下方B點時，對管道壁恰好無壓力，在此過程中(a、b兩球均可視為點電荷)(　　)

A.小球b所受的庫侖力大小為mg

B.小球b的機械能逐漸減小

C.細線O′a的拉力先增大后減小

D.細線Oa的拉力先增大后減小

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案