如圖所示，ABCD為表示豎立放在場(chǎng)強(qiáng)為E=104V/m的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中的絕緣光滑軌道，其中軌道的BCD部分是半徑為R的半圓環(huán)，軌道的水平部分與半圓環(huán)相切A為水平軌道的一點(diǎn)，而且
.
AB
=R=0.2m，把一質(zhì)量m=100g、帶電q=10-4C的小球，放在水平軌道的A點(diǎn)上面由靜止開始被釋放后，在軌道的內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)．（g=10m/s2）
求：
（1）它到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度是多大？
（2）它到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力是多大？
（3）小球所能獲得的最大動(dòng)能是多少？
（1）設(shè)小球在C點(diǎn)的速度大小是Vc，則對(duì)于小球由A→C的過程中，應(yīng)用動(dòng)能定律列出：
qE.2R-mgR=
1
2
mv2c
-0，解得
vc
=
4qER-2mgR
m
=2m/s
故小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度為2m/s．
（2）小球在C點(diǎn)時(shí)受力分析如圖，應(yīng)滿足
Nc
-qE=
mv2c
R
，解得
Nc
=3N，由牛頓第三定律可知小球?qū)壍赖膲毫?N．
故小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為3N．

（3）由mg=qE=1N，可知小球受到合力的方向垂直于B、C點(diǎn)的連線BC指向圓心O，所以“等效最低點(diǎn)”在BC的中點(diǎn)E，
設(shè)小球的最大動(dòng)能為
Ekm
，由動(dòng)能定理可得
Ekm
=qER（1+sin45°）+mgR（1-cos45°）
解得
Ekm
=
2
5
J
故小球所能獲得的最大動(dòng)能為
2
5
J．
練習(xí)冊(cè)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

如圖甲所示，真空中的電極K連續(xù)不斷地發(fā)出電子（電子的初速度可忽略不計(jì)），經(jīng)電壓為u的電場(chǎng)加速，加速電壓u隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示。每個(gè)電子通過加速電場(chǎng)的過程時(shí)間極短，可認(rèn)為加速電壓不變。電子被加速后由小孔S穿出，沿兩個(gè)彼此靠近且正對(duì)的水平金屬板A、B間中軸線從左邊緣射入A、B兩板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，A、B兩板長(zhǎng)均為L(zhǎng)=0.20m，兩板之間距離d=0.050m，A板的電勢(shì)比B板的電勢(shì)高。A、B板右側(cè)邊緣到豎直放置的熒光屏P（面積足夠大）之間的距離b=0.10m。熒光屏的中心點(diǎn)O與A、B板的中心軸線在同一水平直線上。不計(jì)電子之間的相互作用力及其所受的重力，求：

（1）要使電子都打不到熒光屏上，則A、B兩板間所加電壓U應(yīng)滿足什么條件；
（2）當(dāng)A、B板間所加電壓U'=50V時(shí)，電子打在熒光屏上距離中心點(diǎn)O多遠(yuǎn)的范圍內(nèi)。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，A、C、D為三個(gè)平行板電容器，MN為中心軸，D1D2與MN的距離相等，O為電容器C的中點(diǎn)，整個(gè)裝置處于真空中．A1A2足夠大且足夠近，距離為d0=1mm，中間有磁感應(yīng)強(qiáng)度B=9×10-2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．A1與D1相連，A2與D2相連并接地，C1C2加上電壓U0=90V，側(cè)面有小孔S1和S2，D1D2的極板長(zhǎng)均為L(zhǎng)=10cm．今在O點(diǎn)源源不斷的加入初速度為零的中性粒子，粒子在O點(diǎn)處被特殊裝置剝離成2價(jià)正離子和電子，而不改變速度大�。阎娮淤|(zhì)量為m=9×10-31kg，該2價(jià)正離子的質(zhì)量是電子質(zhì)量的2×104倍，電子電量為e=1.6×10-19C，．（忽略粒子重力）
（1）求電子通過孔S2的速度大�。�
（2）若整個(gè)裝置達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，電子剛好能從D中飛出，求D1D2兩板間的距離為多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，在坐標(biāo)系xoy平面內(nèi)的第一象限，有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)（圖中未畫出）．電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=0.5N/s，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B=5T，方向垂直xoy平面，且隨時(shí)間做周期相變化，變化規(guī)律如圖乙所示，規(guī)定垂直xoy平面向里為磁場(chǎng)的正方向．一質(zhì)量為m=0.4kg，電荷量q=-8C的帶點(diǎn)小球，以初速度v0=5m/s從y軸上的P點(diǎn)沿x軸正方向開始運(yùn)動(dòng)．已知P點(diǎn)到原點(diǎn)O的距離H=8cm，不計(jì)磁場(chǎng)變化可能產(chǎn)生的一切其他影響，g=10m/s2．
（1）求小球離開第一象限時(shí)的位置坐標(biāo)
（2）如果在小球離x軸的高度下降h=3cm后撤去電場(chǎng)，求小球到達(dá)x軸時(shí)的速率（可用根號(hào)表示）．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

豎直放置的帶電平行金屬板間有勻強(qiáng)電場(chǎng)，一個(gè)帶負(fù)電的油滴從P1點(diǎn)開始由靜止釋放，圖中給出了四條可能的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、c、d為直線，b為曲線，直線a水平，d豎直，油滴的運(yùn)動(dòng)軌跡可能是（　�。�
A．a(chǎn)B．bC．cD．d

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，三個(gè)質(zhì)量相等的，分別帶正電、負(fù)電和不帶電的小球，以相同速率在帶電平行金屬板的P點(diǎn)沿垂直于電場(chǎng)方向射入電場(chǎng)，落在A、B、C三點(diǎn)，則．（　�。�
A．落到A點(diǎn)的小球帶正電、落到B點(diǎn)的小球帶負(fù)電、落到C點(diǎn)的小球不帶電
B．三小球在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等
C．三小球到達(dá)正極板的動(dòng)能關(guān)系是EkA＞EkB＞EkC
D．三小球在電場(chǎng)中的加速度關(guān)系是aC＞aB＞aA

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

某一電子由靜止經(jīng)U1=500V的加速電壓加速后，沿兩極板中心線垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示．若兩板間距d=1Ocm，板長(zhǎng)L=5cm，在兩個(gè)極板上加電壓U2=400V，（電子電量e=1.6×10-19c，電子質(zhì)量m=0.9×10-30kg）

求（1）電子經(jīng)U1加速后的速度v0
（2）電子從右端射出時(shí)在垂直極板方向的偏移量y．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，足夠大的絕緣水平面上有一質(zhì)量為m、電荷量為-q的小物塊（視為質(zhì)點(diǎn)），從A點(diǎn)以初速度v0水平向右運(yùn)動(dòng)，物塊與水平面問的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．在距離A點(diǎn)L處有一寬度為L(zhǎng)的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)，電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右，已知重力加速度為g，場(chǎng)強(qiáng)大小為E=
2μmg
q
．則下列說法不正確的是（　�。�
A．適當(dāng)選取初速度v0，小物塊有可能靜止在電場(chǎng)區(qū)內(nèi)
B．無論怎樣選擇初速度v0，小物塊都不可能靜止在電場(chǎng)區(qū)內(nèi)
C．若小物塊能穿過電場(chǎng)區(qū)域，小物塊在穿過電場(chǎng)區(qū)的過程中，電場(chǎng)力做功為-2μmgL
D．要使小物塊進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)，初速度v0的大小應(yīng)大于
2μgL

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

電子束焊接機(jī)中的電子槍如圖所示，K為陰極，A為陽極，A上有一小孔，陰極發(fā)射的電子在陰極和陽極間的電場(chǎng)作用下聚集成一細(xì)束，以極高的速率穿過陽極版上的小孔，射到被焊接的金屬上，使兩塊金屬熔化而焊接在一起．設(shè)電于從陰極發(fā)射時(shí)的初速為零．已知電子電量為1.6×10-19C，若電子到達(dá)被焊接的金屬時(shí)共有的動(dòng)能為3.0×104eV．則兩極間的電壓U為（　�。�
A．2.5×104VB．2.0×104VC．3.0×104VD．3.5×104V

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案