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(10分)如图所示,在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷,将质量为m,带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放,小球沿细管滑到最低点B时,对管壁恰好无压力,求:
(1)则固定于圆心处的点电荷在A B弧中点处的电场强度大小
(2)若把O处固定的点电荷拿走,加上一个竖直向下场强为E的匀强电场,带电小球仍从A点由静止释放,下滑到最低点B时,小球对环的压力多大?

试题分析:(1)由A到B, 由动能定理得:  (2分)
在B点,对小球由牛顿第二定律得:       (2分)
联立以上两式解得:   等势面上各处的场强大小均相等(1分)
(2)设小球到达B点时的速度为v,由动能定理得 ①(2分)
在B点处小球对环的弹力为N,由牛顿第二定律得: ②(1分)
联立①和②式, 解得小球在B点受到环的压力为:(1分)
由牛顿第三定律得:小球在B点对环的压力大小为(1分)
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一个小球质量为m,初始时静止在光滑的轨道上,现以水平力击打小球,使小球能够通过半径为R的竖直光滑轨道的最高点C,则水平力对小球所做的功至少为
A.mgRB.2mgRC.2.5mgRD.3mgR

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(20分)图甲为某种速度选择器示意图,加速电场右侧是一接地金属圆筒,为加速电场两极板上的小孔,为圆筒某一直径两端的小孔,abcd为竖直荧光屏,光屏与直线平行。开始时在同一水平线上。已知加速电压为U,圆简半径为R,带正电的粒子质量为m,电量为q,圈筒转轴到光屏的距离OP=3R(如图乙)。不计位子重力及粒子间相互作用。
(1)若圆筒静止且国筒内不加磁场,粒子从小孔进人电场时的速度可忽略,求粒子通过圆筒的时间to
(2)若圆筒内有竖直向下匀强磁场,磁感应强度大小为B,圆筒绕竖直中心轴以某一角速度逆时针方向匀速转动,粒子源持续不断地将速度不同的粒子从小孔01射人电场,经足够长时间,有的粒子打到圆筒上被吸收,有的通过圆筒打到光屏上产生亮斑。如果在光屏PQ范围内的任意位里均会出现亮斑,(如图乙)。求粒子到达光屏时的速度大小v的范围,以及圆筒转动的角速度

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)如图所示,小物块A在粗糙水平面上做直线运动,经距离时与另一小物块B发生碰撞并粘在一起以速度v飞离桌面,最终落在水平地面上。已知=5.0m,s=0.9m,A、B质量相等且m=0.10kg,物块与桌面间的动摩擦因数µ=0.45,桌面高h=0.45m。不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2

求: (1)A、B一起平抛的初速度v;
(2)小物块A的初速度v0。 

v0/5

 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分)一圆筒的横截面如图所示,其圆心为O。筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。圆筒下面有相距为d的平行金属板M、N,其中M板带正电荷,N板带等量负电荷。质量为m、电荷量为q的带正电粒子自M板边缘的P处由静止释放,经N板的小孔S以速度v沿半径SO方向射入磁场中,粒子与圈筒发生两次碰撞后仍从S孔射出,设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失,且电荷量保持不变,在不计重力的情况下,求:

(1)M、N间电场强度E的大小;
(2)圆筒的半径R;
(3)保持M、N间电场强度E不变,仅将M板向上平移,粒子仍从M板边缘的P处由静止释放粒子自进入圆筒至从S孔射出期间,与圆筒的碰撞次数n。

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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的带电粒子,从图中的O点以初速度v0射入场强为E的匀强电场中,v0与x轴方向夹角为θ,飞出电场时速度恰好沿y轴的正方向(与电场垂直).设粒子在电场中仅受电场力作用,在这过程中,带电粒子动量的增量大小为______,动能增量为______.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)如图所示,质量为m=1kg的滑块,以υ0=5m/s的水平初速度滑上静止在光滑水平面的平板小车,若小车质量M=4kg,平板小车足够长,滑块在平板小车上滑移1s后相对小车静止。求:(g取10m/s2

(1)滑块与平板小车之间的滑动摩擦系数μ;  (2)此时小车在地面上滑行的位移?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

阴极射线示波管的聚焦电场是由电极Al、A2形成,实线为电场线,虚线为等势线,Z轴为该电场的中心轴线,P、Q、R为一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点,不计电子的重力,则 (     )
A.电极A1的电势高于电极A2的电势
B.电子在P点处的动能大于在Q点处的动能
C.电场中Q点的电场强度小于R点的电场强度
D.电子从P至R的运动过程中,电场力对它一直做正功

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(本题12分)如图所示的装置中,平行板电场中有一质量为m,带电量为q的小球,用长L的细线拴住后在电场中处于平衡状态(即平衡位置),此时线与竖直方向的夹角为θ,两板间的距离为d,求:

(1)小球带何种电荷?
(2)两板间的电势差是多少?
(3)把线拉成竖直向下的位置,放手后小球到达平衡位置时的速度为多大?

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