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(共18分)如图所示,一个质量为m,带电量为+q的微粒,从a点以大小为v0的初速度竖直向上射入水平方向的匀强电场中。微粒通过最高点b时的速度大小为2v0方向水平向右。求:
(1)该匀强电场的场强大小E
(2)ab两点间的电势差Uab
(3)该微粒从a点到b点过程中速率的最小值vmin
(1)
(2)
(3)
(1)分析:沿竖直方向和方向建立直角坐标,带电微粒受到重力及电场力作用,两力分别沿竖直方向和水平方向,将物体的运动分解为竖直方向和水平方向的两个分运动:

在竖直方向物体做匀减速运动,加速度
水平方向物体做匀加速运动,初速度为0,加速度
b点是最高点,竖直分速度为0,有:
水平方向有:联立两式得:
(2)水平位移:   ab两点间的电势差:
(3)设重力与电场力的合力为F,其与水平方向的夹角为
则:
如图所示,开始一段时间内,F与速度方向夹角大于90°,合力做负功,动能减小,后来F与速度夹角小于90°,合力做正功,动能增加,因此,当F与速度v的方向垂直时,小球的动能最小,速度也最小,设为
即:


联立以上三式得:
所以最小速度:
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(17分)如图所示,在水平面上放置一凹槽BB与水平面面间有摩擦,槽质量为m,内壁间距离为d,槽内靠近左侧壁处有质量也为m小物块A,带有q电量正电,槽内壁绝缘光滑,系统又处于一水平向右的匀强电场中,电场强度为Et=0时刻A由静止释放,每次A与槽B内壁碰撞无动能损失交换速度。观察发现A只与槽B右壁发生周期性的碰撞,且每次碰后速度为零。求
(1)A第一次与槽B发生碰撞前的速度
(2)槽B与水平面间动摩擦因数μ
(3)以后运动过程中A与槽B左壁的最短距离和第n次碰撞前摩擦力对槽B所做功

 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(9分)一带电粒子水平射人如图所示电场中(上下极板带异种电荷),射人时的速度V0,两极板的长度为L,相距为d,两极板间电压为U,粒子带电量为q,质量为m,求带电粒子射出电场时的竖直偏移的距离y和速度方向的偏转角度(不计重力)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示的装置中,左边的非匀强电场使电子加速,右边的匀强电场使电子减速。设非匀强电场的电压为U,匀强电场的电压为U′,实验结果是:只要U′_______U(填“>”或,“<”)电流计的指针就偏转;只要U′_______U(填“>”或“<”),电流计的指针就不偏转。从这个实验结果可得到的结论是_____________________________

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题


S1漂入电势差为U的匀强电场,被加速后经孔S2、S3垂直于磁场方向(该方向垂直于纸面)进入磁感应强度为B的匀强磁场。在磁场中离子沿虚线所示轨迹运动,最后打在照相底片上的D处。
(1)求出离子经孔S2进入磁场时的速率。
(2)求出D位置到孔S3的距离。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

某些火箭发动机产生的推力F等于火箭在单位时间内喷出的推进剂的质量J与推进剂速度V的乘积.即F=JV.质子火箭发动机喷出的推进剂是质子,这种发动机用于外层空间产生小推力来纠正卫星轨道.设一台质子发动机喷出的质子流的电流I=1.0A,用于加速质子的电压U=5.0×104V,试求该发动机的推力F.已知质子的质量是m=1.6×1027kg,电量e=1.6×1019C.(保留二位有效数字)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

质量m=kg,q=C的带电粒子以=1m/s的初速水平射入AB两板间的匀强电场,从A射入,保持水平运动从B'处射出, 已知两板间距为3cm,板长AA'=BB'=4cm,

求 :①粒子在两板间作何种运动?
②两板间电势差多大?哪板带正电荷?
③粒子从B'出射时速度多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

真空中有AB两个带电小球相距L=2.0m,其质量分别为m1=1.0g和m2=2.0g,将它们放在光滑的绝缘水平面上,使它们从静止开始在电场力的作用下相向运动,如图所示。开始释放的瞬间,A球的加速度大小为a,经过一段时间后AB两球相距L'B球的加速度大小为a,速度大小v=3.0m/s,求:
(1)此时A球的速度大小;
(2)此过程中两球组成的系统电势能的变化量;
(3)AB两球之间的距离L'

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,两块相距为d、足够长的金属平行板竖直放置,两板间电压为U,长为L的细绝缘丝线一端拴质量为m的带电小球,另一端固定在左板上某点,小球静止时绝缘线与竖直方向的夹角为θ。如突然将丝线剪断,问:(1) 小球的电荷量是多少?(2)剪断后小球的加速度为多少?
(3)小球经多长时间打到金属板上?

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