【題目】如圖，水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一半徑為r的光滑絕緣豎直圓軌道，電場(chǎng)方向與軌道平面平行．a、b為軌道內(nèi)側(cè)上與圓心等高的兩點(diǎn)。一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的小球從b點(diǎn)由靜止釋放，恰能到達(dá)軌道的最低點(diǎn)．已知重力加速度為g．

(1)求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E；

(2)若在b點(diǎn)給小球一豎直向下的初速度，使小球能沿軌道做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則初速度v0至少多大？

(3)若將小球從a點(diǎn)由靜止釋放，求經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)小球?qū)壍缐毫Φ拇笮?/span>Nb（設(shè)小球碰到軌道后不會(huì)彈起）．

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1) 由題知小球從b點(diǎn)由靜止釋放，恰能到達(dá)軌道的最低點(diǎn)，這個(gè)過(guò)程由動(dòng)能定理得：

mgR=qER，.

(2)帶電小球在復(fù)合場(chǎng)中受力如圖：

因?yàn)閝E=mg，等效重力mg=mg,,等效重力加速度g=g,=，要使小球能沿軌道做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)在在等效最高點(diǎn)速度為v有：mg=m

小球從b點(diǎn)到等效最高點(diǎn)由動(dòng)能定理得：-qEr(1+)-mgrcos=m-m

可解得：

(3)若將小球從a點(diǎn)由靜止釋放，設(shè)到b點(diǎn)時(shí)速度為v，小球從a到b由動(dòng)能定理有：

2qEr=m

在b點(diǎn)有：Nb-qE=m

解得：Nb=5mg

根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)壍缐毫Φ拇笮∫彩?/span>5mg，方向水平向右

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，實(shí)線為方向未知的三條電場(chǎng)線，從電場(chǎng)中M 點(diǎn)以相同速度飛出a、b 兩個(gè)帶電粒子，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，則( )

A. a 一定帶正電，b 一定帶負(fù)電

B. a 的速度將減小，b 的速度將增大

C. 兩個(gè)粒子的動(dòng)能一個(gè)增加一個(gè)減小

D. a 的加速度將減小，b 的加速度將增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)在同一直線上勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)向右為正方向，甲質(zhì)點(diǎn)的速度為2 m/s，乙質(zhì)點(diǎn)的速度為-4 m/s，則可知（ ）

A．乙質(zhì)點(diǎn)的速度大于甲質(zhì)點(diǎn)的速度

B．因?yàn)?2>-4，所以甲質(zhì)點(diǎn)的速度大于乙質(zhì)點(diǎn)的速度

C．這里的正、負(fù)號(hào)的物理意義是表示運(yùn)動(dòng)的方向與規(guī)定正方向的關(guān)系

D．若甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)由同一點(diǎn)出發(fā)，則10 s后甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)相距60 m

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（多選題）一含有光電管的電路如圖甲所示，乙圖是用a、b、c光照射光電管得到的I﹣U圖線，Uc1、Uc2表示截止電壓，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A. 甲圖中光電管得到的電壓為正向電壓

B. a、b光的波長(zhǎng)相等

C. a、c光的波長(zhǎng)相等

D. a、c光的光強(qiáng)相等

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，某實(shí)驗(yàn)小組正確完成了一系列實(shí)驗(yàn)操作后，得到了一條圖乙所示的打點(diǎn)紙帶，選取紙帶上某個(gè)清晰的點(diǎn)標(biāo)為O，然后每?jī)蓚�(gè)打點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)為1、2、3、4、5、6，用刻度尺量出計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5、6與O點(diǎn)的距離h1、h2、h2、h3、h4、h5、h6．

(1)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，可求出各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的速度v1、v2、v3、v4、v5、v6，其中v3的計(jì)算式為v3=________。

(2)若重錘的質(zhì)量是m，取打點(diǎn)O時(shí)刻重錘位置為重力勢(shì)能的零勢(shì)能點(diǎn)，分別算出各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)刻對(duì)應(yīng)重錘的勢(shì)能Epi和動(dòng)能Eki，計(jì)數(shù)點(diǎn)3時(shí)刻對(duì)應(yīng)重錘的勢(shì)能Ep3=________；接著在E-h坐標(biāo)系中描點(diǎn)作出如圖丙所示的Ek-h和Ep-h變化圖線；求得Ek-h圖線斜率是k1，Ep-h圖線斜率是k2，則k1、k2關(guān)系為_________時(shí)機(jī)械能守恒．

(3)關(guān)于上述實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是_______

A．實(shí)驗(yàn)中必須用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量m

B．為了減小紙帶阻力和空氣阻力的影響，重錘質(zhì)量應(yīng)該適當(dāng)大些

C．若實(shí)驗(yàn)紙帶上打出點(diǎn)被拉長(zhǎng)為短線，應(yīng)適當(dāng)調(diào)高電源電壓

D．圖丙Ek-h圖線中，計(jì)數(shù)點(diǎn)1對(duì)應(yīng)的描點(diǎn)偏差較大，可能是長(zhǎng)度測(cè)量誤差相對(duì)較大引起的

(4)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)操作你還能提出哪些注意事項(xiàng)（至少1條）_________________________

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（單選）帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下，從電場(chǎng)中a點(diǎn)以初速度v0進(jìn)入電場(chǎng)并沿虛線所示的軌跡運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，如圖所示，實(shí)線是電場(chǎng)線，關(guān)于粒子，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A. 在a點(diǎn)的加速度大于在b點(diǎn)的加速度

B. 在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能

C. 在a點(diǎn)的速度小于在B點(diǎn)的速度

D. 電場(chǎng)中a點(diǎn)的電勢(shì)一定比b點(diǎn)的電勢(shì)高

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如下圖所示，在絕緣的光滑水平面上有A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷，A帶正電，B帶負(fù)電，電荷量都是q，它們之間的距離為d.為使兩電荷在電場(chǎng)力作用下都處于靜止?fàn)顟B(tài)，必須在水平方向加一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)．求：兩電荷都處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，A、B連線的中點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)大小和方向．(已知靜電力常數(shù)為k)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，導(dǎo)熱性能良好的氣缸開(kāi)口向上，用輕質(zhì)活塞封閉有一定質(zhì)量體積為的氣體，外界大氣壓強(qiáng)為P0，環(huán)境溫度為T0，輕質(zhì)活塞橫截面積為S，與氣缸之間的摩擦不計(jì)。現(xiàn)在活塞上面放一質(zhì)量為m的物塊，活塞緩慢下移，并最終靜止在某一位置。重力加速度為g。求：

（1）活塞靜止時(shí)，離氣缸底端的距離是多少？

（2）如果拿掉物塊，要保持活塞位置不變，環(huán)境溫度需要改變到多少？氣缸吸熱還是放熱？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)截面是三角形的物體P平放在水平地面上，它的兩個(gè)斜面與水平的夾角分別為α、β，且α<β，P的頂端裝有一定滑輪，一輕質(zhì)細(xì)繩跨過(guò)定滑輪后連接A、B二個(gè)質(zhì)量相等的滑塊，連接后細(xì)繩與各自的斜面平行，所有接觸面都不計(jì)摩擦，重力加速度大小為g.

(1)若P固定不動(dòng)，求A、B的加速度大�。�

(2)若P向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度多大時(shí)能使A、B與斜面不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)．

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