如圖所示,在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細(xì)管的圓心O處固定一點(diǎn)電荷,將質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球從圓弧管的水平直徑端點(diǎn)A由靜止釋放,小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時(shí),對管壁恰好無壓力.求:
(1)帶電小球在B點(diǎn)時(shí)的速度大。
(2)則固定于圓心處的點(diǎn)電荷在AB弧中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大。
(3)若把O處固定的點(diǎn)電荷拿走,加上一個(gè)豎直向下場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場,帶電小球仍從A點(diǎn)由靜止釋放,下滑到最低點(diǎn)B時(shí),小球?qū)Νh(huán)的壓力多大?
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(1)由A到B,由動(dòng)能定理得:mgr=
1
2
mv2-0

則v=
2gr

答:帶電小球在B點(diǎn)時(shí)的速度大小為
2gr

(2)在B點(diǎn),對小球由牛頓第二定律得:qE-mg=m
v2
r

代入v解得:E=
3mg
q

點(diǎn)電荷-Q形成的電場,由E=k
Q
r2
得到,等勢面上各處的場強(qiáng)大小均相等,即A B弧中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度為 E=
3mg
q

答:固定于圓心處的點(diǎn)電荷在AB弧中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大小為
3mg
q

(3)設(shè)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為v,由動(dòng)能定理得(mg+qE)?r=
1
2
mv2
 ①
在B點(diǎn)處小球?qū)Νh(huán)的彈力為N,由牛頓第二定律得N-mg-qE=m
v2
r

聯(lián)立①和②式,解得小球在B點(diǎn)受到環(huán)的壓力為:N=3(mg+qE)
由牛頓第三定律得:小球在B點(diǎn)對環(huán)的壓力大小為N=3(mg+qE)
答:小球?qū)Νh(huán)的壓力為3(mg+qE).
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細(xì)管的圓心O處固定一點(diǎn)電荷,將質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球從圓弧管的水平直徑端點(diǎn)A由靜止釋放,小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時(shí),對管壁恰好無壓力.求:
(1)固定于圓心處的點(diǎn)電荷在AB弧中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大。
(2)若把O處固定的點(diǎn)電荷拿走,加上一個(gè)豎直向下場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場,帶電小球仍從A點(diǎn)由靜止釋放,下滑到最低點(diǎn)B時(shí),小球?qū)Νh(huán)的壓力多大?

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如圖所示,在豎直放置的半圓形光滑絕緣細(xì)管的圓心O處放一點(diǎn)電荷,將質(zhì)量為m、電荷量為q的小球從管的水平直徑的端點(diǎn)A由靜止釋放,小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時(shí),對管壁恰好無作用力.若小球所帶電荷量很小,不影響O點(diǎn)處的點(diǎn)電荷的電場,則放于圓心O處的點(diǎn)電荷在OB連線的中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大小( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在豎直放置的半圓形容器的中心O點(diǎn)分別以水平速度v1,v2拋出兩個(gè)小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),最終它們分別落在圓弧上的A點(diǎn)和B點(diǎn),已知OA與OB相互垂直且OA與豎直方向成a角,求兩小球初速度之比v1,:v2

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在豎直放置的光滑絕緣的半圓形細(xì)管的圓心O處放一點(diǎn)電荷,將質(zhì)量為m、帶電量為q的小球從圓弧管的水平直徑端點(diǎn)A由靜止釋放,小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時(shí),對管壁恰好無壓力,則放于圓心處的電荷在AB弧中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大小為( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2012?東城區(qū)三模)如圖所示,在豎直放置的金屬板M上放一個(gè)放射源C,可向紙面內(nèi)各個(gè)方向射出速率均為v的α粒子,P是與金屬板M平行的足夠大的熒光屏,到M的距離為d.現(xiàn)在P與金屬板M間加上垂直紙面的勻強(qiáng)磁場,調(diào)整磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,恰使沿M板向上射出的α粒子剛好垂直打在熒光屏上.若α粒子的質(zhì)量為m,電荷量為+2e.則( 。

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