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有一匀强电场,其场强为E,方向水平向右,把一个半径为r的光滑绝缘环,竖直放置于场中,环面平行于电场线,环的顶点A穿有一个质量为m,电量为q(q>0)的空心小球,如图所示,当小球由静止开始从A点下滑1/4圆周到B点时,小球对环的压力大小为(    )
A.2mgB.qEC.2mg+qED.2mg+3qE
D

试题分析:当小球由静止开始从A点下滑1/4圆周到B点的过程中,由动能定理有:,在B点有牛顿第二定律有:,解得。ABC选项错误,D选项正确
点评:本题在求解时需要注意电场力和重力做功只与初末位置有关,与路径无关,另外圆周运动中沿着半径方向的合力提供向心力,显然本题是考查相关结论的应用和做功、圆周运动特点的一个题
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(9分) 如图所示,两块水平放置的平行金属板板长L=1.4m,板距d=30cm,两板间有B=1.25T、垂直纸面向里的匀强磁场。在两板上加如图2所示的脉动电压。在t=0时,质量m=2×10-15kg、电荷量q=1×10-10C的正离子,以速度v0=4×103m/s从两板中间水平射入,试问:

(1)试通计算说明粒子在板间做什么运动?画出其轨迹。
(2)粒子在场区运动的时间是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

霍尔效应广泛应用于半导体材料的测试和研究中,例如应用霍尔效应测试半导体是电子型还是空穴型,研究半导体内载流子浓度的变化等。在霍尔效应实验中,如图所示,宽为cm,长为4cm,厚为cm的导体,沿方向通有3A的电流,当磁感应强度的匀强磁场垂直向里穿过平面时,产生了V的霍尔电压,(已知导体内定向移动的自由电荷是电子),则下列说法正确的是
A.在导体的前表面聚集自由电子,电子定向移动的速率
B.在导体的上表面聚集自由电子,电子定向移动的速率
C.在其它条件不变的情况下,增大的长度,可增大霍尔电压
D.每立方米的自由电子数为

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,竖直放置的半圆形绝缘光滑轨道半径R=40cm,下端与绝缘光滑的水平面平滑连接,整个装置处于方向竖直向下,大小为E=1×103V/m的匀强电场中,一质量为m=10g、带电量为q=+1×10-4C的小物块(可视为质点),从水平面上的A点以初速度v0水平向左运动,沿半圆形轨道恰好能通过最高点C,取g=10m/s2,试求:

(1)小物块从C点抛出后落地点与B点间的水平距离;
(2)v0的大小和过B点时轨道对小物块的支持力大小;

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图甲所示,在一条电场线上有A、B两点,若从A点由静止释放一电子,假设电子仅受电场力作用,电子从A点运动到B点的速度-时间图像如图乙所示,则(    )

A. 电子在A、B两点受的电场力  
B.A、B两点的电场强度相同
C.A、B两点的电势
D.电子在A、B两点具有的电势能

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,空间某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场,一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动,从C点离开区域;如果这个区域只有电场,则粒子从B点离开场区;如果这个区域只有磁场,则粒子从D点离开场区;设粒子在上述三种情况下,从A到B点、A到C点和A到D点所用的时间分别是t1、t2和t3,比较t1、t2和t3的大小,则有(粒子重力忽略不计)    (     )
A.t1=t2=t3B.t2<t1<t3
C.t1=t2<t3D.t1=t3>t2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)一个3/4圆弧形的光滑细圆环轨道ABC水平放置,此轨道固定在光滑的水平面上。轨道半径为R,C、O、B在一条直线上,如图所示。圆心O与A、D在同一条直线上,MN是放在AD上长为2R的木板,木板的厚度不计,左端M正好位于A点。整个装置处于垂直AD方向如图所示的匀强电场中,电场强度大小为E。将一个质量为m,带电量为+q的小球(可视为质点)从过A点并垂直于AD的直线上的某点P由静止开始释放,则:
(1) 若小球由圆弧轨道经C点射出后,恰好能打到木板MN 的中点,则小球从C点射出的速度大小为多大?
(2) 在(1)的情景下,小球运动到轨道上的B点时对轨道的压力是多大?
(3) 某同学认为只要调节释放点P到A点的距离L,总可以使小球经过C后打到木板的最左端M点,试判断这位同学的说法是否合理?若合理,试计算出L的数值;若不合理,请通过计算说明理由。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(14分)如图所示,水平方向有界匀强磁场的高度h=1m、磁感应强度B=T。竖直放置的“日”字型闭合导体线框ABFE,宽L=1m,质量m=0.25kg,AC、CE的长度都大于h,AB边的电阻RAB=1Ω、CD边的电阻RCD=2Ω、EF边的电阻REF=3Ω,其余电阻不计。线框由静止下落,AB边进入磁场时恰能匀速运动,不计空气阻力,g取10m/s2。求:

(1)开始下落时,线框AB边离磁场上边界的高度h1为多少?
(2)若线框CD边刚进入磁场时也做匀速运动,AB边与CD边的距离h2为多少?
(3)在满足(1)(2)前提下,若线框EF边刚进磁场时也做匀速运动,则从开始下落到EF边离开磁场过程中,线框中产生的焦耳热Q为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,两根平行的间距为L=1m的光滑金属导轨(电阻忽略不计)竖直放置,其上端接一阻值为3Ω的定值电阻R。在水平虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B=1T,磁场区域的高度为d=0.5m。导体棒a的质量ma=0.2kg、电阻Ra=3Ω;从图中M处由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动,且匀速穿过磁场区域.设重力加速度为g=10m/s2。求:

(1)产生感应电流的大小和方向;
(2)在整个过程中,回路产生的热量;
(3)M距L1的高度。

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