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(12分)如图所示,空间存在范围足够大的竖直向下的匀强电场,电场强度大小E =l.0×10-4v/m,在绝缘地板上固定有一带正电的小圆环A。初始时,带正电的绝缘小球B静止在圆环A的圆心正上方,B的电荷量为g= 9×10-7C,且B电荷量始终保持不变。始终不带电的绝缘小球c从距离B为x0= 0.9m的正上方自由下落,它与B发生对心碰撞,碰后不粘连但立即与B一起竖直向下运动。它们到达最低点后(未接触绝缘地板及小圆环A)又向上运动,当C、B刚好分离时它们不再上升。已知初始时,B离A圆心的高度r= 0.3m.绝缘小球B、C均可以视为质点,且质量相等,圆环A可看作电量集中在圆心处电荷量也为q =9×l0-7C的点电荷,静电引力常量k=9×109Nm2/C2.(g取10m/s2)。求:
(l)试求B球质量m;(2)从碰后到刚好分离过程中A对B的库仑力所做的功。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,质量为m,带电量为q(q>0)的粒子(重力不计),从离坐标原点为1.5a的 y轴上的P点,以速度大小为v0,方向与y轴正方向成θ=30°射入xoy坐标的第一象限,经过一个在第一象限内,边界形状为等腰梯形方向与xoy坐标面垂直匀强磁场区域,然后沿-x方向经过坐标原点0,进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,其运动轨迹为虚线所示,该电场强度为E,方向沿-y轴方向,磁感应强度为B,方向垂直坐标面向外。

(1)画出最小的等腰梯形所处的位置和粒子运动轨迹,并求出此时的磁感应强度;
(2)粒子过坐标原点0后的运动可分解为x方向和y方向两分运动组成,已知y方向分运动为简谐运动;求粒子离x轴最远距离。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在MNPQ间同时存在匀强磁场和匀强电场,方向垂直纸面水平向外,电场在图中没有标出。一带电小球从a 点射入场区,并在竖直面内沿直线运动至b点,则小球
A.一定带正电
B.受到电场力的方向一定水平向右
C.从a到b过程,克服电场力做功
D.从a到b过程中可能做匀加速运动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,质量为m、半径为R的圆形光滑绝缘轨道放在水平地面上固定的M、N两竖直墙壁间,圆形轨道与墙壁间摩擦忽略不计,在轨道所在平面加一竖直向上的场强为E的匀强电场。P、Q两点分别为轨道的最低点和最高点,在p点有一质量为m,电量为q的带正电的小球,现给小球一初速度V0,使小球在竖直平面内做圆周运动,不计空气阻力,重力加速度为g,则有关下列说法正确的是
A.小球通过P点时对轨道一定有压力
B.小球通过P点时的速率一定大于通过Q点时的速率
C.从P到Q点的过程中,小球的机械能一定增加
D.若mg> qE,要使小球能通过Q点且保证圆形轨道不脱离地面,速度V0应满足的关系是:

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在某地上空同时存在着匀强的电场与磁场,一质量为m的带正电小球,在该区域内沿水平方向向右做直线运动,如图所示,关于场的分布情况不可能的是                   (  )
A.该处电场方向和磁场方向重合
B.电场竖直向上,磁场垂直纸面向里
C.电场斜向里侧上方,磁场斜向外侧上方,均与v垂直
D.电场水平向右,磁场垂直纸面向里

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(8分)真空中有一固定的点电荷B,将一带电小球A(可看成质点)从B的正上方距电荷B为L处无初速释放时,小球A的加速度大小为,方向竖直向下。求:当小球A向下运动时,它的加速度多大?球A在向电荷B运动的过程中,与B相距多远时速度最大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

水平面上两根足够长的不光滑金属导轨固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接,导轨上放一质量为m的金属杆,金属杆与导轨的电阻不计,磁感应强度方B的匀强磁场方向竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动,当改变恒定拉力F大小时,相对应的匀速运动速度υ大小也会变化,F与υ的关系如图所示.F0、υ0为已知量.求:
小题1:金属杆与导轨间的滑动摩擦力f==?
小题2:当恒定外力为2F0时,杆最终做匀速运动的速度大小?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

质量为m、电量为q的带电离子从P(0,h)点沿x轴正方向射入第一象限的匀强磁场中,磁感应强度为B,并沿着y轴负方向垂直进入匀强电场(电场方向沿x轴负方向),然后离子经过y轴上的M(0,-2h)点,进入宽度为h的无场区域,如图所示,再进入另一范围足够大的匀强磁场,最后回到P点。不计重力,试求:
小题1:初速度v0
小题2:电场强度E
小题3:从P点出发到再次回到P点所用的时间

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,长度均为l、电阻均为R的两导体杆ab、cd,通过两条足够长的不可伸缩的轻质柔软导线连接起来(导线电阻不计),形成闭合回路,并分别跨过两个间距为l的定滑轮,使ab水平置于倾角为θ的足够长绝缘斜面上,cd水平悬挂于竖直平面内。斜面上的空间内存在垂直斜面向上的磁感应强度为B的匀强磁场,cd杆初始位置以下的空间存在水平向左的磁感应强度也为B的匀强磁场。ab、cd杆质量均为m,ab杆与斜面间的动摩擦因数为μ,不计滑轮的一切阻力。

(1)若由静止释放,cd将向下运动,并带动ab沿斜面向上运动,当它们速率为v时,回路中的电流大小是多少?
(2)若由静止释放,当cd下落h高度时,恰好达到最大速度vm,这一过程回路电流产生的电热为多少?
(3)t0=0时刻开始计时,若要cd带动ab从静止开始沿斜面向上做匀加速直线运动,加速度为a(a<g),则在ab杆上需要施加的平行斜面的外力F与作用时间t应满足什么条件?

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