【題目】如圖所示,ABCD豎直放置的光滑絕緣細管道,其中AB部分是半徑為R圓弧形管道,BCD部分是固定的水平管道,兩部分管道恰好相切于B.水平面內(nèi)的M、N、B三點連線構(gòu)成邊長為L等邊三角形,MN連線過C點且垂直于BCD.兩個帶等量異種電荷的點電荷分別固定在M、N兩點,電荷量分別為+Q-Q.現(xiàn)把質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球(小球直徑略小于管道內(nèi)徑,小球可視為點電荷),由管道的A處靜止釋放,已知靜電力常量為k,重力加速度為g.求:

1)小球運動到B處時受到電場力的大小;

2)小球運動到C處時的速度大;

3)小球運動到圓弧最低點B處時,小球?qū)艿缐毫Φ拇笮?/span>

【答案】1 2 3

【解析】試題分析:(1)設(shè)小球在圓弧形管道最低點B處分別受到+Q-Q的庫侖力分別為F1F2.則

小球沿水平方向受到的電場力為F1F2的合力F,由平行四邊形定則得F=2F1cos60° ②

聯(lián)立①②

2)管道所在的豎直平面是+Q-Q形成的合電場的一個等勢面,小球在管道中運動時,小球受到的電場力和管道對它的彈力都不做功,只有重力對小球做功,小球的機械能守恒,有mgRmvC20

解得

3)設(shè)在B點管道對小球沿豎直方向的壓力的分力為NBy,在豎直方向?qū)π∏驊?yīng)用牛頓第二定律得

vB=vC

聯(lián)立⑤⑥⑦解得NBy=3mg⑧

設(shè)在B點管道對小球在水平方向的壓力的分力為NBx,則

圓弧形管道最低點B處對小球的壓力大小為

由牛頓第三定律可得小球?qū)A弧管道最低點B的壓力大小為

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,abcd是匝數(shù)為100匝、邊長為10 cm、總電阻為0.1 Ω的正方形閉合導(dǎo)線圈,放在與線圈平面垂直的圖示勻強磁場中,磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示,則以下說法正確的是( )

A. 導(dǎo)線圈中產(chǎn)生的是交變電流

B. t2.5 s時導(dǎo)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為1 V

C. 02 s內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為20 C

D. t1 s時,導(dǎo)線圈內(nèi)電流的瞬時功率為10 W

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量相同的兩個帶電粒子M、N以相同的速度同時沿垂直于電場方向射入兩平行板間的勻強電場中,M從兩極板正中央射入,N從下極板邊緣處射入,它們最后打在同一點不計帶電粒子重力和帶電粒子間的相互作用,則從開始射入到打在上極板的過程中

A. 它們運動的時間

B. 它們電勢能減少量之比 2

C. 它們的動能增量之比 2

D. 它們所帶的電荷量之比 2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】20174月,我國成功發(fā)射的天舟一號貨運飛船與天宮二號空間實驗室完成了首次交會對接,對接形成的組合體仍沿天宮二號原來的軌道(可視為圓軌道)運行.天宮二號到地球表面的距離約為393km。則下列說法正確的是

A. 組合體周期大于地球自轉(zhuǎn)周期

B. 組合體與天宮二號單獨運行相比,速率變大

C. 組合體的向心加速度小于地面重力加速度

D. 若實現(xiàn)交會對接,天舟一號先在比空間實驗室半徑小的軌道上減速,減速后飛船逐漸靠近空間實驗室,兩者速度接近時實現(xiàn)對接

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】小軍看到打樁機,對打樁機的工作原理產(chǎn)生了興趣.他構(gòu)建了一個打樁機的簡易模型,如圖甲所示.他設(shè)想,用恒定大小的拉力F拉動繩端B,使物體從A(與釘子接觸處)由靜止開始運動,上升一段高度后撤去F,物體運動到最高點后自由下落并撞擊釘子,將釘子打入一定深度.按此模型分析,若物體質(zhì)量m1kg,上升1m高度時撤去拉力,撤去拉力前物體的動能Ek與上升高度h的關(guān)系圖象如圖乙所示.(g10 m/s2,不計空氣阻力)

(1)求物體上升到0.4m高度處F的瞬時功率;

(2)若物體撞擊釘子后瞬間彈起,且使其不再落下,釘子獲得20J的動能向下運動,釘子總長為10cm,撞擊前插入部分可以忽略,不計釘子重力.已知釘子在插入過程中所受的阻力Ff與深度x的關(guān)系圖象如圖丙所示,求釘子能夠插入的最大深度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一光滑絕緣細直長桿處于靜電場中,沿細桿建立坐標(biāo)軸x,以處的O點為電勢零點,如圖所示。細桿各處電場方向沿x軸正方向,其電場強度Ex的分布如圖所示。細桿上套有可視為質(zhì)點的帶電環(huán),質(zhì)量為,電荷量為C.帶電環(huán)受沿x軸正向的恒力的作用,從O點靜止開始運動,求:

帶電環(huán)在處的加速度;

帶電環(huán)運動區(qū)間內(nèi)的電勢最低值;

帶電環(huán)動能為時的位置;

帶電環(huán)電勢能是動能3倍時的電勢能。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,科學(xué)家設(shè)想在拉格朗日點L建立空間站,使其與月球同周期繞地球運動,拉格朗日點L位于地球和月球連線上,處在該點的空間站在地球和月亮引力的共同作用下,可與月球一起以相同的周期繞地球運動。以v1、ω1、a1分別表示近地衛(wèi)星的線速度、角速度、向心加速度的大小,以v2、ω2,a2分別表示該空間站的線速度、角速度、向心加速度的大小,以v3、ω3、a3分別表示月亮的線速度、角速度、向心加速度的大小。則正確的是

A. v1>v3>v2 B. ω1>ω2=ω3

C. a1>a2>a3 D. a1>a3>a2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】14C發(fā)生放射性衰變?yōu)?/span>14N,半衰期約為5700年。已知植物存活其間,其體內(nèi)14C12C的比例不變;生命活動結(jié)束后,14C的比例持續(xù)減少。現(xiàn)通過測量得知,某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說法正確的是。(雙選,填正確答案標(biāo)號)

A. 該古木的年代距今約為5700

B. 12C、13C、14C具有相同的中子數(shù)

C. 14C衰變?yōu)?/span>14N的過程中放出β射線

D. 增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速14C的衰變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】實驗室中有熱敏電阻Rt、電爐絲、電磁繼電器、電源E(3.6V,內(nèi)阻不計)、電阻箱R0(0~999.9Ω)、開關(guān)K和導(dǎo)線若干,某同學(xué)設(shè)計了如圖1所示的溫控電路,當(dāng)通過電磁繼電器線圈的電流達到20mA時,銜鐵被吸合,電爐絲停止加熱;當(dāng)通過繼電器線圈的電流降到18mA時,銜鐵與繼電器分開,電爐絲通電加熱,圖2為熱敏電阻Rt的阻值與溫度t的關(guān)系

該同學(xué)主要實驗過程如下,完成下列填空:

(1)用多用電表的歐姆“×1Ω”檔測繼電器線圈的電阻時,主要步驟如下:

a.將選擇開關(guān)旋至“×1Ω”檔,短接兩表筆,條件歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指在歐姆檔“0”刻度

b.調(diào)節(jié)多用電表的指針定位螺絲,使指針指在直流電流“0”刻度

c.將多用電表的選擇開關(guān)旋至“OFF”

d.將兩表筆直接連到圖1中的1、4兩點,讀出歐姆表的示數(shù)即繼電器線圈的電阻值

以上步驟中存在錯誤的一項是____________。改正后正確的步驟順序為_____________。(填步驟前的字母)

(2)已知繼電器線圈的電阻為25.0Ω。該同學(xué)將電阻箱的阻值調(diào)為75.0Ω,則該溫控器的溫度控制范圍在____________之間;若要提高控制的溫度,則需要將電阻箱的阻值___________(選填調(diào)大調(diào)小”)

(3)正確設(shè)計電路后閉合K,發(fā)現(xiàn)電爐絲發(fā)熱,Rt溫度一直升高但繼電器并不吸合。將多用電表選擇開關(guān)旋至直流電壓“×10V”檔,將表筆分別接到圖11、2、3、4各點進行故障排查,現(xiàn)象如下表____

A.開關(guān)K斷路

B.電阻箱斷路

C.熱敏電阻Rt短路

D.電磁繼電器線圈短路

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