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絕緣材料制成的圓柱形細管質量為4m、帶電荷量為+q、管長為h，管底封閉且水平，由于空間有豎直向上的勻強電場，它剛好能豎直靜止�，F(xiàn)從其管口無初速釋放一個絕緣的、不帶電的、質量為m的小球（直徑小于管的內徑，可以視為質點），不計空氣對小球和細管的作用力，在小球和細管的運動或碰撞過程中，不會改變各自的帶電情況，已知重力加速度為g，問：

    （1）電場強度E多大？

（2）小球第一次與管底碰撞前瞬間的速度多大？

（3）小球與管底的碰撞為彈性碰撞（機械能不變）且碰撞時間可忽略，小球第二次與管底碰前瞬間的速度多大？

（1）（2）（3）


解析:

（1）圓柱形管受力平衡

              

    （2） （自由下落） 

    （2）小球與管碰，且為彈性碰撞，設碰后速度分別為

             

    解得：反向    

    設經t時間二者二次相碰，設向下為正：

    則：      即：       解得：

    碰前瞬間對小球：

       

練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

絕緣材料制成的圓柱形細管質量為4m、帶電荷量為+q、管長為h，管底封閉且水平，由于空間有豎直向上的勻強電場，它剛好能豎直靜止．現(xiàn)從其管口無初速釋放一個絕緣的、不帶電的、質量為m的小球（直徑小于管的內徑，可以視為質點），不計空氣對小球和細管的作用力，在小球和細管的運動或碰撞過程中，不會改變各自的帶電情況，已知重力加速度為g，問：
（1）電場強度E多大？
（2）小球第一次與管底碰撞前瞬間的速度多大？
（3）小球與管底的碰撞為彈性碰撞（機械能不變）且碰撞時間可忽略，小球第二次與管底碰前瞬間的速度多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2008?湖北模擬）絕緣材料制成的圓柱形細管質量為m、帶電荷量為+q、管長為h，管底封閉且水平，由于空間有豎直向上的勻強電場，它剛好能豎直靜止．現(xiàn)從其管口無初速釋放一個絕緣的、不帶電的、質量也為m的彈性小球（直徑小于管的內徑，可以視為質點），不計空氣對小球和細管的作用力，在小球和細管的運動或碰撞過程中，不會改變各自的帶電情況，已知重力加速度為g，問：
（1）電場強度E多大？
（2）小球第一次與管底碰撞前瞬間的速度多大？
（3）小球與管底的碰撞為彈性碰撞且碰撞時間可忽略，小球第二次與管底碰前瞬間的速度多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網如圖甲所示，在空心三棱柱CDF以外足夠大的空間中，充滿著磁感應強度為B的勻強磁場．三棱柱的軸線與磁場平行，截面邊長為L，三棱柱用絕緣薄板材料制成，其內部有平行于CD側面的金屬板P、Q，兩金屬板間的距離為d，P板帶正電，Q板帶負電，Q板中心有一小孔，P板上與小孔正對的位置有一個粒子源S，從S處可以發(fā)出初速度為0、帶電量為+q、質量為m的粒子，這些粒子與三棱柱側面碰撞時無能量損失．試求：
（1）為使從S點發(fā)出的粒子最終又回到S點，P、Q之間的電壓U應滿足什么條件？（Q與CD之間距離不計）
（2）粒子從S點出發(fā)又回到S點的最短時間是多少？
（3）若磁場是半徑為a的圓柱形區(qū)域，如圖乙所示，圓柱的軸線與三棱柱的軸線重合，且a=（
3
3
+
1
10
）L，要使S點發(fā)出的粒子最終又回到S點，則P、Q之間的電壓不能超過多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

絕緣材料制成的圓柱形細管質量為m，帶電荷量為＋q，管長為h，管底水平，由于空間有豎直向上的勻強電場，它剛好能豎直靜止�，F(xiàn)從其管口無初速釋放一個絕緣的、不帶電的、質量也為m的彈性小球（直徑小于管的內徑，可以視為質點），不計空氣對小球和細管的作用力，在小球和細管的運動或碰撞過程中，不會改變各自的帶電情況，問：

（1）電場強度E為多大？

（2）小球第一次與管底碰撞前瞬時的速度為多大？

（3）小球與管底的碰撞為彈性碰撞且碰撞時間可忽略，小球第二次與管底碰撞前瞬間的速度為多大？

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