【题目】如图,匀强电场中有一半径为r=10cm的光滑绝缘轨道,轨道平面与电场方向平行.一电荷量为q=+2×10﹣9 C的质点沿轨道内侧运动,经过a点和b点时对轨道压力分别为Na=2×10﹣6 N和 Nb=8×10﹣6N.不计质点重力,求:
(1)匀强电场的电场强度的大小?
(2)质点经过a点和b点时的动能各为多少?
【答案】
(1)解:在b点: ①;
在a点: ②;
从a点到b点由动能定理有: ③
解得: =500v/m
答:匀强电场的电场强度的大小500V/m
(2)解:设质点经过a点和b点时的动能分别为Eka和Ekb,有:
④
⑤
联立①②③④⑤得:
=1.5×10﹣7J
=3.5×
答:质点经过a点动能为 和b点时的动能为
【解析】(1)此题为典型的电场与圆周运动结合的题目,合外力提供向心力世界此题的关键。根据牛顿第三定律明确压力即为支持力,基本粒子不计重力,电场力与支持力提供向心力,再结合动能定理可以求解此题。
(2)根据向心力和动能之间的关系,可以求出经过a点和b点时的动能。
【考点精析】本题主要考查了向心力和动能定理的综合应用的相关知识点,需要掌握向心力总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小;向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时,千万不可在物体受力之外再添加一个向心力;应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷才能正确解答此题.
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【题目】现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。在真空中存在着如图所示的多层紧密相邻的匀强电场和匀强磁场,电场和磁场的宽度均为。电场强度为 , 方向水平向右;磁感应强度为 , 方向垂直纸面向里。电场、磁场的边界互相平行且与电场方向垂直,一个质量为、电荷量为的带正电粒子在第1层电场左侧边界某处由静止释放,粒子始终在电场、磁场中运动,不计粒子重力及运动时的电磁辐射
(1)求粒子在第2层磁场中运动时速度的大小与轨迹半径
(2)粒子从第层磁场右侧边界穿出时,速度的方向与水平方向的夹角为,试求
(3)若粒子恰好不能从第层磁场右侧边界穿出,试问在其他条件不变的情况下,也进入第层磁场,但比荷较该粒子大的粒子能否穿出该层磁场右侧边界,请简要推理说明之
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【题目】质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=5t+t2(各物理量均采用国际单位),则该质点( )
A. 第1s内的位移是5m
B. 前2s内的平均速度是6m/s
C. 任意相邻的1s 内位移差都是1m
D. 任意1s内的速度增量都是2m/s
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【题目】一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d,极板分别与电池两极相连,上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计).小孔正上方d处的P点有一带电粒子,该粒子从静止开始下落,经过小孔进入电容器,并在下极板处(未与极板接触)返回.若将下极板向上平移 ,则从P点开始下落的相同粒子将( )
A.打到下极板上
B.在下极板处返回
C.在距上极板 处返回
D.在距上极板 处返回
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【题目】如图(a)所示,冲击摆是一个用细线悬挂着的摆块,弹丸击中摆块时陷人摆块内,使摆块摆至某一高度,利用这种装置可以测出弹丸的发射速度.
实验步骤如下:
①用天平测出弹丸的质量m和摆块的质量M;
②将实验装置水平放在桌子上,调节摆绳的长度.使弹丸恰好能射人摆块内,并使摆块摆动平稳,同时用刻度尺测出摆长;
③让摆块静止在平衡位置,扳动弹资枪的扳机,把弹丸射入摆块内,摆块和弹丸推动指针一起摆动.记下指针的最大偏角;
④多次重复步骤③,记录指针最大偏角的平均值;
⑤换不同挡位测量,并将结果填人下表。
完成下列填空:
(1)现测得高速挡指针最大偏角如图(b)所示,请将表中数据补充完整:=____。
(2)用上述测量的物理量表示发射弹丸的速度v=____(已知重力加速度为g)
(3)为减小实验误差,每次实验前,并不是将指针置于竖直方向的零刻度处,常常需要试射并记下各挡对应的最大指针偏角.每次正式射击前,应预置指针,使其偏角略小于该挡的最大偏角。请写出这样做的一个理由:______________________________。
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【题目】如图所示为一竖直圆槽,AP、BP、CP为通过最低点P与水平面分别成30°、45°、60°角的三个粗糙斜面,与圆槽分别相交于A、B、C点.若一小物体由静止分别从A、B、C滑至P点所需的时间为t1,t2,t3,小物体与斜面间的摩擦因数相同,则( )
A. t1>t2>t3 B. t1=t2=t3 C. t1=t2<t3 D. t1<t2<t3
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【题目】如图所示,一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于O点,将圆环拉离平衡位置并释放,圆环摆动过程中经过匀强磁场区域,则(空气阻力不计)( )
A.圆环向右穿过磁场后,还能摆至原高度
B.在进入和离开磁场时,圆环中均有感应电流
C.圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大,感应电流也越大
D.圆环最终将静止在平衡位置
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【题目】在利用打点计时器探究加速度与力、质量的关系的实验中,
(1)本实验应用的实验方法是_______________
(2)以下做法正确的是(______)
A.平衡摩擦力时,应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.小车释放前应靠近打点计时器,且应先接电源再释放小车
D.“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足,对探究过程不会产生影响
(3)实验中打出的纸带如图所示.相邻计数点间的时间是0.1 s,图中长度单位是cm,由此可以算出小车运动的加速度是________m/s2.(保留两位有效数字)
(4)如图a,甲同学根据测量数据画出a-F图线,表明实验的问题是________.
(5)乙、丙同学用同一装置实验,画出了各自得到的a-F图线如图b所示,说明两个同学做实验时______取值不同。它们的大小关系为乙 ____丙.(填大于或小于)
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【题目】如图所示,重力为G的物体静止在倾角为α的斜面上,将重力G分解为垂直斜面向下的力F1和平行斜面向下的力F2,那么下列说法正确的是()
A. F1不是物体对斜面的压力
B. 物体对斜面的压力方向与F1方向相同,大小为Gcosα
C. F2就是物体受到的静摩擦力
D. 物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、F1和F2共五个力的作用
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