如圖所示，ABCD為表示豎立放在場強為E=104V/m的水平勻強電場中的絕緣光滑軌道，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，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點上面由靜止開始被釋放后，在軌道的內(nèi)側(cè)運動．（g=10m/s2）
求：
（1）它到達C點時的速度是多大？
（2）它到達C點時對軌道壓力是多大？
（3）小球所能獲得的最大動能是多少？
（1）設(shè)小球在C點的速度大小是Vc，則對于小球由A→C的過程中，應(yīng)用動能定律列出：
qE.2R-mgR=
1
2
mv2c
-0，解得
vc
=
4qER-2mgR
m
=2m/s
故小球到達C點時的速度為2m/s．
（2）小球在C點時受力分析如圖，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C點時對軌道的壓力大小為3N．

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

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

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），經(jīng)電壓為u的電場加速，加速電壓u隨時間t變化的圖象如圖乙所示。每個電子通過加速電場的過程時間極短，可認為加速電壓不變。電子被加速后由小孔S穿出，沿兩個彼此靠近且正對的水平金屬板A、B間中軸線從左邊緣射入A、B兩板間的偏轉(zhuǎn)電場，A、B兩板長均為L=0.20m，兩板之間距離d=0.050m，A板的電勢比B板的電勢高。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O與A、B板的中心軸線在同一水平直線上。不計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A、B板間所加電壓U'=50V時，電子打在熒光屏上距離中心點O多遠的范圍內(nèi)。

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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，整個裝置處于真空中．A1A2足夠大且足夠近，距離為d0=1mm，中間有磁感應(yīng)強度B=9×10-2T的勻強磁場．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的極板長均為L=10cm．今在O點源源不斷的加入初速度為零的中性粒子，粒子在O點處被特殊裝置剝離成2價正離子和電子，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）若整個裝置達到穩(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？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

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

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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電場，一個帶負電的油滴從P1點開始由靜止釋放，圖中給出了四條可能的運動軌跡，a、c、d為直線，b為曲線，直線a水平，d豎直，油滴的運動軌跡可能是（　�。�
A．a(chǎn)B．bC．cD．d

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，三個質(zhì)量相等的，分別帶正電、負電和不帶電的小球，以相同速率在帶電平行金屬板的P點沿垂直于電場方向射入電場，落在A、B、C三點，則．（　�。�
A．落到A點的小球帶正電、落到B點的小球帶負電、落到C點的小球不帶電
B．三小球在電場中運動時間相等
C．三小球到達正極板的動能關(guān)系是EkA＞EkB＞EkC
D．三小球在電場中的加速度關(guān)系是aC＞aB＞aA

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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入平行板間的勻強電場，如圖所示．若兩板間距d=1Ocm，板長L=5cm，在兩個極板上加電壓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）電子從右端射出時在垂直極板方向的偏移量y．

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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），從A點以初速度v0水平向右運動，物塊與水平面問的動摩擦因數(shù)為μ．在距離A點L處有一寬度為L的勻強電場區(qū)，電場強度方向水平向右，已知重力加速度為g，場強大小為E=
2μmg
q
．則下列說法不正確的是（　�。�
A．適當選取初速度v0，小物塊有可能靜止在電場區(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區(qū)內(nèi)
C．若小物塊能穿過電場區(qū)域，小物塊在穿過電場區(qū)的過程中，電場力做功為-2μmgL
D．要使小物塊進入電場區(qū)，初速度v0的大小應(yīng)大于
2μgL

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

電子束焊接機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作用下聚集成一細束，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)射時的初速為零．已知電子電量為1.6×10-19C，若電子到達被焊接的金屬時共有的動能為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

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同步練習(xí)冊答案