【题目】将一内壁光滑的绝缘细圆管做成的圆环BDC固定在竖直面内,圆环的圆心为O,D为圆环的最低点,其中∠BOC=,圆环的半径为R,水平虚线BC的上方存在水平向右的范围足够大的匀强电场。圆心O的正上方A点有一质量为m、带电荷量为+q的小球(可视为质点),其直径略小于圆管内径。现将该小球无初速度释放,经过一段时间后小球刚好无碰撞地进入圆管中并继续在圆管中运动,重力加速度为g。求:
(1)A点到O点的距离及匀强电场的电场强度大小;
(2)小球运动到圆环的最低点D时对圆环的作用力。
【答案】(1)(2)(3+)mg;方向竖直向下
【解析】
(1)小球被释放后在重力和电场力的作用下做匀加速直线运动,小球从B点沿切线方向进入,则此时速度方向与竖直方向的夹角为45°,即加速度方向与竖直方向的夹角为45°,则有:
解得:
因为∠BOC=,圆环的半径为R,故BC的距离为,故根据几何关系有可知:
AO=
(2)小球从A点到D点的过程中,根据动能定理得:
当小球运动到圆环的最低点D时,根据牛顿第二定律得:
联立解得:
根据牛顿第三定律得小球运动到圆环的最低点D时对圆环的压力大小为,方向竖直向下。
答:(1)A点到O点的距离,匀强电场的电场强度大小;
(2)小球运动到圆环的最低点D时对圆环的作用力
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【题目】为观察电荷在导体上的分布规律,将一个大的导体安放在绝缘支架上,并使导体带上负电荷,如图所示.用带绝缘柄的小验电球P接触导体上的各点,再与不带电的验电器接触,通过验电器金箔片的张角判断各点的带电情况.主要实验步骤如下:
①用P接触导体上的A点,再与不带电的验电器接触,发现验电器的金箔片张角较小;
②用P接触导体上的B点,再与不带电的验电器接触,发现验电器的金箔片张角较大:
③用P与导体的尖端C点接触,再与不带电的验电器接触,发现验电器的金箔张角最大.由此可以确定:
(1)电荷在导体表面的分布是 ______ (选填“均匀”或“不均匀”)的.突出的位置,电荷比较 ______ ;平坦的位置,电荷比较 ______ (选填“密集”或”稀疏”)
(2)比较导体外A、B、C三点附近电场强度的大小,其中电场强度最大的是 ______ 点附近;电场强度最小的是 ______ 点附近.(选填“A”、“B”或“C”)
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【题目】平行板电容器 C 与三个可变电阻器 R1、R2、R3 以及电源连成如图所示的电路。闭合开关 S 待电路稳定后,电容器C 两极板带有 一定的电荷。要使电容器所带电荷量增加,以下方法中可行的是 ( )
A. 只增大R1,其他不变
B. 只增大R2,其他不变
C. 只减小R3,其他不变
D. 只减小 a、b 两极板间的距离,其他不变
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【题目】某星球半径为R=6×106m,假设该星球表面上有一倾角为θ=30°的固定斜面,一质量为m=1kg的小物块在力,作用下从静止开始沿斜面向上运动,力F始终与斜面平行,如图甲所示.已知小物块和斜面间的动摩擦因数μ=,力F随位移x变化的规律如图乙所示(取沿斜面向上的方向为正向),如果小物块运动12m时速度恰好为零,已知万有引力常量G=6.67×10﹣11Nm2/kg2.试求:(计算结果保留一位有效数字)
(1)该星球表面上的重力加速度g的大小;
(2)该星球的平均密度.
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【题目】某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点,粒子在A点的初速度及运动轨迹如图所示,可以判定
A.该粒子带正电
B.粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能
C.粒子在A点的动能小于它在B点的动能
D.粒子在A点受到的电场力大于它在B点受到的电场力
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【题目】某同学将一足球竖直砸向水平地面,足球以5m/s的速度被地面反向弹回,当足球上升到最高点后落回地面,以后足球每次与地面碰撞被弹回时速度均为碰撞前速度的。不计足球与地面碰撞的时间和空气阻力,取g=10m/s2,则足球从第一次被弹回到最后停止运动的总时间为
A. 8s B. 4 s C. 2 s D. 1.5s
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【题目】中国自行研制,具有完全自主知识产权的“神舟号”飞船,目前已经达到或优于国际第三代载人飞船技术,其发射过程简化如下:飞船在酒泉卫星发射中心发射,由长征运载火箭送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上,A点距地面的高度为h1,飞船飞行五周后进行变轨,进入预定圆轨道,如图所示,设飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t,若已知地球表面重力加速度为g,地球半径为R,已知万有引力常量G,求:
⑴地球的平均密度是多少
⑵飞船经过椭圆轨道近地点A时的加速度大小
⑶椭圆轨道远地点B距地面的高度
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【题目】如图所示,轻质弹簧的一端与固定的竖直板P栓接,另一端与物体A相连,物体A置于光滑水平桌面上(桌面足够大),A右端连接一水平细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连,开始时托住B,让A处于静止且细线恰好伸直,然后由静止释放B,直至B获得最大速度,下列有关该过程的分析中正确的是
A. B物体受到细线的拉力始终保持不变
B. B物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量
C. A物体动能的增加量等于B物体重力对B做的功与弹簧弹力对A做的功之和
D. A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对A做的功
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【题目】带负电的粒子在电场中仅受电场力的作用做匀速圆周运动,关于该电场下列说法中正确的是( )
A.一定是一个正点电荷形成的电场
B.可能是一个负点电荷形成的电场
C.可能是两个等量正点电荷形成的电场
D.可能是两个等量异种点电荷形成的电场
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