【題目】如圖所示,兩平行金屬板A、B長為L=8 cm,兩板間距離d=8 cm,A板比B板電勢高300 V,一帶正電的粒子電荷量為q=1.0×10-10C,質(zhì)量為m=1.0×10-20kg,沿電場中心線RO垂直電場線飛入電場,初速度v0=2.0×106m/s,粒子飛出電場后經(jīng)過界面MN、PS間的無電場區(qū)域,然后進入固定在O點的點電荷Q形成的電場區(qū)域(設界面PS右側點電荷的電場分布不受界面的影響).已知兩界面MN、PS相距為12 cm,D是中心線RO與界面PS的交點,O點在中心線上,距離界面PS為9 cm,粒子穿過界面PS做勻速圓周運動,最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏bc上。(靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2,粒子的重力不計)
(1)求粒子穿過界面MN時偏離中心線RO的距離多遠?到達PS界面時離D點多遠?
(2)在圖上粗略畫出粒子的運動軌跡。
(3)確定點電荷Q的電性并求其電荷量的大小。
【答案】(1)3cm;12cm(2)見解析(3)Q帶負電;1.04×10-8C
【解析】
(1)粒子穿過界面MN時偏離中心線RO的距離(側向位移):
y=at2
a==
L=v0t
則y=at2=·()2=0.03 m=3 cm
粒子在離開電場后將做勻速直線運動,其軌跡與PS交于H,設H到中心線的距離為Y,
界面距離為則有解得
Y=4y=12 cm
(2)第一段是拋物線、第二段是直線、第三段是圓;
(3)粒子到達H點時,其水平速度
vx=v0=2.0×106m/s
豎直速度
vy=at=1.5×106m/s
則
v合=2.5×106m/s
該粒子在穿過界面PS后繞點電荷Q做勻速圓周運動,所以Q帶負電
根據(jù)幾何關系可知半徑r=15 cm
解得
Q≈1.04×10-8C
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【題目】下列說法中正確的是
A.電場不是實物,因此不是物質(zhì)
B.庫侖定律與萬有引力定律在形式上很相似,由此人們認識到庫侖力與萬有引力是同種性質(zhì)的力
C.電子就是元電荷
D.首次比較準確地測定電子電荷量的實驗被稱為密立根實驗,其實驗原理是微小的帶電油滴在勻強電場中受到的電場力與重力平衡
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【題目】兩個等量同種點電荷固定于光滑水平面上,其連線中垂線上有A B、C三點,如圖甲所示,一個電荷量為2C,質(zhì)量為1 kg的物塊從C點由靜止釋放,其運動的v-t圖象如圖乙所示,其中B點處為整條圖線切線斜率最大的位置(圖中標出了該切線)。則下列說法正確的是
A.B點為中垂線上電場強度最大的點,場強E= 1N/C
B.由C到A的過程中物塊的電勢能先減小后變大
C.由C點到A點的電勢逐漸升高
D.A,B兩點間的電勢差UAB=-5V
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【題目】如圖所示,一個質(zhì)量為M=2 kg的物體放在粗糙水平面上,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,用一條質(zhì)量不計的細繩繞過定滑輪和一個質(zhì)量為m0=0.1 kg的小桶相連,已知:M受到的最大靜摩擦力Fmax=4.5 N,細繩水平,滑輪上的摩擦不計,g取10 N/kg,求在以下情況中,M受到的摩擦力的大。
(1)只掛m0處于靜止狀態(tài)時;
(2)只掛m0但在M上再放一個M′=3 kg的物體時;
(3)只在桶內(nèi)加入m1=0.33 kg的砂子時;
(4)只在桶內(nèi)加入m2=0.5 kg的砂子時.
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【題目】如圖所示,水平直軌道AC的長度為L=8m,AC中點B正上方有一探測器,C處有一豎直擋板D.現(xiàn)使物塊Pl沿軌道向右以速度Vl與靜止在A處的物塊P2正碰,碰撞后,P1與P2粘成組合體P.以Pl、P2碰撞時刻為計時零點,探測器只在t1=2s至t2=4s內(nèi)工作。已知物塊Pl、P2的質(zhì)量均力m=1kg,Pl、P2和P均視為質(zhì)點,不計空氣阻力,重力加速度g取10m/s2。
(1)若v1=8m/s,P恰好不與擋板發(fā)生碰撞,求P與軌道AC間的動摩擦因數(shù);
(2)若P與擋板發(fā)生彈性碰撞后,并能在探測器工作時間內(nèi)通過B點,求V1的取值范圍;
(3)在滿足(2)的條件下,求P向左經(jīng)過A點時的最大動能。
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【題目】汽車的加速、減速性能是衡量汽車性能的一項重要指標,一輛汽車以54km/h的速度勻速行駛。
(1)若汽車以1.5m/s2的加速度加速,求8s末汽車的速度大小。
(2)若汽車以1.5m/s2的加速度剎車,求剎車8s時和12s時的速度大小。
(3)若汽車經(jīng)過5s停下,求汽車加速度。
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【題目】某小組用圖(a)所示裝置驗證動量守恒定律。所選兩車中,小車P的前端粘有橡皮泥,后端連著紙帶,紙帶穿過打點頻率為50Hz的打點計時器。
(1)在長木板右端下面放墊塊的目的是__________;
(2)放墊塊并達成目的后,接通電源,輕推小車P使之運動,小車P運動一段時間后,與原來靜止的小車Q相碰,碰后兩車粘合在一起繼續(xù)運動,兩車碰撞前后打出的紙帶如圖(b)所示。測得小車P(包含橡皮泥)的質(zhì)量mP=0.60kg,小車Q的質(zhì)量mQ=0.40kg。由以上數(shù)據(jù)求得兩車組成的系統(tǒng)碰前總動量為_____kg·m/s,碰后總動量為_________kg·m/s(結果保留3位有效數(shù)字);
(3)實驗結論:__________。
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【題目】關于電場強度有下列說法,正確的是( 。
A. 電場中某點的電場強度在數(shù)值上等于單位電荷在該點所受的電場力
B. 電場強度的方向總是跟電場力的方向一致
C. 在點電荷Q附近的任意一點,如果沒有把試探電荷q放進去,則這一點的電場強度為零
D. 根據(jù)公式E=.可知,電場強度跟電場力成正比,跟放入電場中的電荷的電量成反比
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