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    4．如图所示，四分之一光滑绝缘圆弧轨道AP和水平绝缘传送带PC固定在同一竖直平面内，圆弧轨道的圆心为O，半径为R；P点离地高度也为R，传送带PC之间的距离为L，沿逆时针方向的传动，传送带速度v=$\sqrt{2gR}$，在PO的左侧空间存在方向竖直向下的匀强电场．一质量为m、电荷量为+q的小物体从圆弧顶点A由静止开始沿轨道下滑，恰好运动到C端后返回．物体与传送带间的动摩擦因数为μ，不计物体经过轨道与传送带连接处P时的机械能损失，重力加速度为g．求：
    （1）物体由P点运动到C点过程，克服摩擦力做功；
    （2）匀强电场的场强E为多大；
    （3）物体返回到圆弧轨道P点，物体对圆弧轨道的压力大小．

    分析 （1）分析过程中受到的摩擦力，由功的公式可求得摩擦力所做的功；
    （2）对AC运动过程由动能定理求场强
    （2）分析物体的运动过程，结合动能定理、向心力公式牛顿第三定律求压力．

    解答 解：（1）物体由P点运动到C点过程
    由Wf=f•S               
    f=μN                  
    N=mg                
     可得Wf=μmgL          
    （2）从A到C由动能定理：
    mgR+qER-μmgL=0
    解得：E=$\frac{μmgL-mgR}{qR}$
    （3）物体从A到P由动能定理：
    mgR+qER=$\frac{1}{2}$mvP2
    所以：vP=$\sqrt{2gR+\frac{2qER}{m}}$＞$\sqrt{2gR}$
    A返回P过程，先加速后匀速运动，返回P的速度为：
    VP′=v=$\sqrt{2gR}$
    在P点有牛顿第二定律：
    FN-mg-qE=m$\frac{{v}_{P}^{2}}{R}$
    解得FN=2mg+$\frac{μmgL}{R}$
    由牛顿第三定律，物体对圆弧轨道的压力大小FN′=FN=2mg+$\frac{μmgL}{R}$
     答：（1）物体由P点运动到C点过程，克服摩擦力做功μmgL；
    （2）匀强电场的场强E为$\frac{μmgL-mgR}{qR}$；
    （3）物体返回到圆弧轨道P点，物体对圆弧轨道的压力大小2mg+$\frac{μmgL}{R}$

    点评 本题考查带电粒子在电场中的运动，解题的关键在于明确物理过程，分析受力及运动过程，对各过程选择正确的物理规律求解即可．

    练习册系列答案
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    14．如图所示，曲线为电荷在匀强电场中的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，则下列说法正确的是（　　）
    A．电荷在b点的电势能大于在a点的电势能
    B．电荷在a、b两点的电势能相等
    C．该电场的方向水平向左
    D．b点的电势高于a点的电势

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    15．在电场中把q=2.0×10-10C的电荷从A点移到B点，电场力做功1.0×10-7J，再把q从B点移C点，克服电场力做功6.0×10-7J．求：
    （1）UAB、UBC各为多少；
    （2）若选B为参考点，求A、C两点的电势各为多少．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    12．如图所示，水平放置的平行板电容器，两板间距为d=9cm，板长为L=30cm，接在直流电源上，有一带电液滴以v0=0.6m/s的初速度从板间的正中央水平射入，恰好做匀速直线运动，当它运动到P处时迅速将下板向上提起$\frac{9}{11}$cm，液滴刚好从金属板末端飞出，g取10m/s2．求：
    （1）将下板向上提起后，液滴的加速度；
    （2）液滴从射入电场开始计时，匀速运动到P点的时间．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    19．如图所示，真空中有一匀强电场（图中未画出），电场方向与圆周在同一平面内，△ABC是圆的内接直角三角形，∠BAC=63.5°，O为圆心，半径R=5cm．位于A处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为8eV、电荷量+e的粒子，有些粒子会经过圆周上不同的点，其中到达B点的粒子动能为12eV，达到C点的粒子电势能为-4eV（取O点电势为零）．忽略粒子的重力和粒子间的相互作用，sin53°=0.8．则（　　）
    A．圆周上A、B两点的电势差为4V
    B．圆周上B、C两点的电势差为8V
    C．匀强电场的场强大小为100V/m
    D．当粒子经过圆周上某一位置，在具有7eV的电势能同时具有7eV的动能

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    9．在匀强电场中，将一电荷量为1×10-5C的负电荷由A点移到B点，其电势能增加了0.1J，已知A、B两点间距为0.02m，两点连线与电场方向平行，如图所示，请问：
    （1）在电荷由A移到B的过程中，电场力做了多少功？正功还是负功？
    （2）A、B两点间的电势差为多少？
    （3）该匀强电场的电场强度为多大？

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

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