【題目】如圖所示,ABCD為豎直放置的光滑絕緣細管道,其中AB部分是半徑為R圓弧形管道,BCD部分是固定的水平管道,兩部分管道恰好相切于B。水平面內(nèi)的M、N、B三點連線構(gòu)成邊長為L的等邊三角形,MN連線過C點且垂直于BCD。兩個帶等量異種電荷的點電荷分別固定在MN兩點,電荷量分別為+Q-Q,F(xiàn)把質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球(小球直徑略小于管道內(nèi)徑,小球可視為點電荷),由管道的A處靜止釋放。已知靜電力常量為k,重力加速度為g。求:

(1)小球運動到B處時受到電場力的大。

(2)小球運動到圓弧最低點B處時,小球?qū)艿缐毫Φ拇笮 ?/span>

【答案】1;(2。

【解析】

1)設(shè)小球在圓弧形管道最低點B處分別受到+Q-Q的庫侖力分別為F1F2,則:

小球沿水平方向受到的電場力為F1F2的合力F,由平行四邊形定則得:

F=2F1cos60°

聯(lián)立①②得:

③;

2)管道所在的豎直平面是+Q-Q形成的合電場的一個等勢面,小球在管道中運動時,小球受到的電場力和管道對它的彈力都不做功,只有重力對小球做功,小球的機械能守恒,有:

解得:

設(shè)在B點管道對小球沿豎直方向的壓力為,在豎直方向?qū)π∏驊门nD第二定律得:

解得:

設(shè)在B點管道對小球在水平方向的壓力為,則:

圓弧形管道最低點B處對小球的壓力大小為:

由牛頓第三定律可得小球?qū)A弧管道最低點B的壓力大小為:

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某物理興趣小組欲描繪某小燈泡的伏安特性曲線,實驗室提供的實驗器材有:

A.電源(電動勢為6 V,內(nèi)阻不計);

B.待測小燈泡U標有“3.8 V”字樣);

C.電壓表V1(量程為3 V,內(nèi)阻約為3 kΩ);

D.電壓表V2(量程為4. 5 V,內(nèi)阻約為4. 5 kΩ);

E.電流表A1(量程為0.6 A,內(nèi)阻約為0.2 Ω);

F.電流表A2(量程為3 A,內(nèi)阻約為0.05 Ω);

滑動變阻器R(最大阻值為,額定電流為2 A);

(1)小組同學先用多用電表粗測小燈泡的電阻,按正確步驟操作,示數(shù)如圖甲所示,則該示數(shù)為____。

(2)小組同學采用圖乙所示電路描繪小燈泡的伏安特性曲線,電壓表應選用_______,電流表應選用______(均填寫器材前面的字母序號)

(3)請按圖乙所示電路將圖丙中實物連線補充完整________。

(4)改變滑動變阻器的滑片位置,獲得多組電壓表的示數(shù)U和電流表對應的示數(shù)I的數(shù)據(jù),根據(jù)所得數(shù)據(jù)描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖丁所示,則小燈泡的電阻隨工作電流的增大而_________(填增大”“減小不變)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖甲為驗證機械能守恒定律的實驗裝置,通過電磁鐵控制的小鐵球從A處自由下落,毫秒計時器(圖中未畫出)記錄下小鐵球經(jīng)過光電門B的擋光時間t,小鐵球的直徑為d,用作為球經(jīng)過光電門時的速度,重力加速度為g。

(1)用游標卡尺測得小鐵球的直徑d如圖乙所示,則d________mm;

(2)實驗中還需要測量的物理量是________;

A.A距地面的高度H

B.A、B之間的高度h

C.小鐵球從A下落到B的時間tAB

(3)要驗證小鐵球下落過程中機械能是否守恒,只需驗證等式________是否成立即可(用實驗中測得物理量的符號表示);

(4)某實驗小組測得小球動能的增加量ΔEk總是稍大于重力勢能的減少量ΔEp,原因可能是_______。(寫出一個即可)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,電荷量為+1×106C的點電荷A鑲嵌在墻壁上,帶電荷量為十3×106C的小球B(可視為點電荷)懸掛在長為50cm的輕繩末端,懸點在A的正上方C處,AC之間的距離為40cm,重力加速度為10m/s2.已知靜電力常量k=9.0×109Nm2/C2,則下列表述正確的是(

A.AB垂直于墻面,則A、B之間的庫侖力為0.3N

B.若僅減少B的電荷量,再次平衡后,A、B之間的電場力減小

C.若同時增加B的質(zhì)量和B的電荷量,B的位置可能不變

D.只要繩長不變,則繩中拉力大小不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,ABCD是一直角梯形棱鏡的橫截面,位于截面所在平面內(nèi)的一束光線由O點垂直AD邊射入,已知棱鏡的折射率η=AB=BC=8cm,OA=2cm,∠OAB=60°.則下列說法正確的是( )

A.光線第一次入射到AB界面上時,既有反射又有折射

B.光線第一次從棱鏡折射進入空氣,應發(fā)生在CD界面

C.第一次的出射點距Ccm

D.光線第一次射出棱鏡時,折射角為45°

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一根輕質(zhì)細線將2個薄鐵墊片A、B連接起來,一同學用手固定B,此時A、B間距為3L,A距地面為L,如圖所示。由靜止釋放AB,不計空氣阻力,且A、B落地后均不再彈起。從釋放開始到A落地歷時t1A落地前的瞬時速率為v1,從A落地到B落在A上歷時t2,B落在A上前的瞬時速率為v2,則( 。

A.t1>t2B.t1t2C.v1:v21:2D.v1: v21:3

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】小球a在小球b正上方h5m處,現(xiàn)將兩球以大小相等的速度v10m/s同時拋出,其中小球a速度水平向右,小球b速度豎直向上。(忽略空氣阻力作用,取重力加速度g10m/s2。)求:

(1)小球b上升的最大高度;

(2)小球b上升到最高點需要的時間;

(3)a、b兩球到達同一高度時,兩球間距離s。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為甲、乙兩質(zhì)點在同一直線上運動的xt圖象。甲為過坐標原點的一條拋物線,在O點與橫軸相切;乙為一條傾斜直線,與縱軸交于-4m,兩圖線交于AB兩點,A點坐標為(1s1m)。則( 。

A.運動過程中兩質(zhì)點相遇兩次

B.第二次相遇的時刻是t=4s

C.第二次相遇時,甲質(zhì)點的速率為8m/s

D.兩質(zhì)點速度相等的時刻是t=2s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩列簡諧橫波的振幅都是20cm,傳播速度大小相同,虛線波的頻率為2Hz,沿x軸負方向傳播;實線波沿x軸正方向傳播,某時刻兩列波在如圖所示區(qū)域相遇,以下判斷正確的是

A、實線波與虛線波的周期之比為1:2

B、兩列波在相遇區(qū)域會發(fā)生干涉現(xiàn)象

C、平衡位置為x=6m處的質(zhì)點此時刻速度為零

D、平衡位置為x=4.5處的質(zhì)點此刻位移y>20cm

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