【題目】如圖所示，水平絕緣粗糙的軌道與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道平滑連接，半圓形軌道的半徑，在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)線與軌道所在的平面平行，電場(chǎng)強(qiáng)度�，F(xiàn)有一電荷，質(zhì)量的帶電體（可視為質(zhì)點(diǎn)），在水平軌道上的點(diǎn)由靜止釋放，帶電體恰好能通過(guò)半圓形軌道的最高點(diǎn)，然后落至水平軌道上的點(diǎn)（圖中未畫出）。取。試求：

（1）帶電體運(yùn)動(dòng)到圓形軌道點(diǎn)時(shí)對(duì)圓形軌道的壓力大小。

（2）點(diǎn)到點(diǎn)的距離。

（3）帶電體在從開始運(yùn)動(dòng)到落至點(diǎn)的過(guò)程中的最大動(dòng)能（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

【答案】（1）6.0N （2）0 （3）1.17J

【解析】

（1）設(shè)帶電體通過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度為，依據(jù)牛頓第二定律有

解得。

設(shè)帶電體通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度為，設(shè)軌道對(duì)帶電體的支持力大小為，帶電體在B點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有

帶電體從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理有:

聯(lián)立解得，

根據(jù)牛頓第三定律帶電體對(duì)軌道的壓力。

（2）設(shè)帶電體從最高點(diǎn)C落至水平軌道上的D點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為t，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解有

，

聯(lián)立解得0。

（3）由P到B帶電體做加速運(yùn)動(dòng)，故最大速度一定出現(xiàn)在從B經(jīng)C到D的過(guò)程中，在此過(guò)程中只有重力和電場(chǎng)力做功，這兩個(gè)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(diǎn)右側(cè)對(duì)應(yīng)圓心角為45°處。

設(shè)帶電體的最大動(dòng)能為，根據(jù)動(dòng)能定理有

代入數(shù)據(jù)解得.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，平行板電容器帶有等量異種電荷，與靜電計(jì)相連，靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地。在兩極板間有一個(gè)固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷，以E表示兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度，Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，θ表示靜電計(jì)指針的偏角。若保持下極板不動(dòng)，將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置，則

A. θ增大，E增大 B. θ增大，Ep不變

C. θ減小，Ep增大 D. θ減小，E不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一帶電粒子在電場(chǎng)中僅受靜電力作用，做初速度為零的直線運(yùn)動(dòng)，取該直線為x軸，起始點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，其電勢(shì)能Ep與位移x的關(guān)系如圖所示，下列圖象中合理的是

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖（a）所示，兩平行正對(duì)的金屬板A、B間加有如圖（b）所示的交變電壓，一重力可忽略不計(jì)的帶正電粒子被固定在兩板的正中間p處。若在t0時(shí)刻釋放該粒子，粒子會(huì)時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，并最終打在A板上。則t0可能屬于的時(shí)間段是

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在真空中水平放置平行板電容器，兩極板間有一個(gè)帶電油滴，電容器兩板間距為d，當(dāng)平行板電容器的電壓為U0時(shí)，油滴保持靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示．當(dāng)給電容器突然充電使其電壓增加ΔU1時(shí)，油滴開始向上運(yùn)動(dòng)；經(jīng)時(shí)間Δt后，電容器突然放電使其電壓減少ΔU2，又經(jīng)過(guò)時(shí)間Δt，油滴恰好回到原來(lái)位置．假設(shè)油滴在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有失去電荷，充電和放電的過(guò)程均很短暫，這段時(shí)間內(nèi)油滴的位移可忽略不計(jì)．重力加速度為g.求：

（1）帶電油滴所帶電荷量與質(zhì)量之比；

（2）)第一個(gè)Δt與第二個(gè)Δt時(shí)間內(nèi)油滴運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比；

（3）ΔU1與ΔU2之比.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】真空中存在電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E1的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶電油滴在該電場(chǎng)中豎直向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為v0。在油滴處于位置A時(shí)，將電場(chǎng)強(qiáng)度的大小突然增大到某值，但保持其方向不變。持續(xù)一段時(shí)間t1后，又突然將電場(chǎng)反向，但保持其大小不變；再持續(xù)同樣一段時(shí)間后，油滴運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)。重力加速度大小為g。

（1）求油滴運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度。

（2）求增大后的電場(chǎng)強(qiáng)度的大��；為保證后來(lái)的電場(chǎng)強(qiáng)度比原來(lái)的大，試給出相應(yīng)的t1和v0應(yīng)滿足的條件。已知不存在電場(chǎng)時(shí)，油滴以初速度v0做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的最大高度恰好等于B、A兩點(diǎn)間距離的兩倍。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中水平放置相互平行的金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌上金屬桿ab與導(dǎo)線接觸良好，磁感線垂直導(dǎo)軌平面向上（俯視圖），導(dǎo)軌與處于磁場(chǎng)外的大線圈M相接，欲使置于M內(nèi)的小閉合線圈N產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，下列做法可行的是

A. ab勻速向右運(yùn)動(dòng)

B. ab加速向右運(yùn)動(dòng)

C. ab加速向左運(yùn)動(dòng)

D. ab勻速向左運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，a、b是x軸上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)，c、d是y軸上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)，c、d兩點(diǎn)分別固定一等量異種點(diǎn)電荷，帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷僅在電場(chǎng)作用下從a點(diǎn)沿曲線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，E為第一象限內(nèi)軌跡上的一點(diǎn)，以下說(shuō)法正確的是(　　)

A.d點(diǎn)的電荷帶負(fù)電B.檢驗(yàn)電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能

C.圖中的軌跡可能恰與某條電場(chǎng)重合D.檢驗(yàn)電荷從a到b過(guò)程中，電勢(shì)能先增加后減少

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直面內(nèi)半徑為R的光滑半圓形軌道與水平光滑軌道相切于D點(diǎn)。a、b、c三個(gè)物體由水平部分分別向半環(huán)滑去，最后重新落回到水平面上時(shí)的落點(diǎn)到切點(diǎn)D的距離依次為AD＜2R，BD＝2R，CD＞2R。設(shè)三個(gè)物體離開半圓形軌道在空中飛行時(shí)間依次為ta、tb、tc，三個(gè)物體到達(dá)地面的動(dòng)能分別為Ea、Eb、Ec，則下面判斷正確的是（　�。�

A. Ea＝Eb B. Ec＝Ea C. tb＝tc D. ta＝tb

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