精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
带电小球的质量为m,当匀强电场方向水平向右时(图中未画出),小球恰能静止在光滑圆槽形轨道的A点,图中角θ=30°,如图所示,当将电场方向转为竖直向下时(保持匀强电场的电场强度大小不变),求小球从A点起滑到最低点时对轨道的压力.
2(+1)mg,方向竖直向下

试题分析:设小球带电量为q,电场强度大小为E,当场强方向向右时,小球在A点受力如图.由平衡条件得:

qEmg/tan30°=mg.
当场强方向竖直向下时,电场力的方向变为竖直向下,小球从AB的过程中,重力、电场力都做正功.
由动能定理得:
(mgqE)R(1-sin30°)=mv2-0            ∴v
设小球到B点时受到的支持力为.
则:-(mgqE)=mv2/R
代入数据解得:    =2(+1)mg
由牛顿第三定律知,小球对轨道的压力
FN=2(+1)mg,方向竖直向下.
点评:要明确小球的受力和运动情况,把动能定理和牛顿运动定律结合运用求解.
动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图甲所示,一个n=10匝,面积为S=0.3m2的圆形金属线圈,其总电阻为R1="2Ω," 与R2=4Ω的电阻连接成闭合电路。线圈内存在方向垂直于纸面向里,磁感应强度按B1="2t" + 3 (T)规律变化的磁场。电阻R2两端通过金属导线分别与电容器C的两极相连.电容器C紧靠着带小孔a(只能容一个粒子通过)的固定绝缘弹性圆筒。圆筒内壁光滑,筒内有垂直水平面竖直向下的匀强磁场B2,O是圆筒的圆心,圆筒的内半径为r=0.4m.

(1)金属线圈的感应电动势E和电容器C两板间的电压U;
(2)在电容器C内紧靠极板且正对a孔的D处有一个带正电的粒子从静止开始经电容器C加速后从a孔垂直磁场B2并正对着圆心O进入筒中,该带电粒子与圆筒壁碰撞四次后恰好又从小孔a射出圆筒.已知粒子的比荷q/m=5×107(C/kg),该带电粒子每次与筒壁发生碰撞时电量和能量都不损失,不计粒子重力和空气阻力,则磁感应强度B2多大(结果允许含有三角函数式)。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,BC是半径为R圆弧形的光滑且绝缘的轨道,位于竖直平面内,其下端与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度为E.现有一质量为m、带正电q的小滑块(可视为质点),从C点由静止释放,滑到水平轨道上的A点时速度减为零.若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ,求:

(1)滑块通过B点时的速度大小;
(2)滑块经过圆弧轨道的B点时,所受轨道支持力的大小;
(3)水平轨道上AB两点之间的距离.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示,水平向左的匀强电场,一根不可伸长的绝缘细线长度为L,细线一端拴一个质量为m,带负电小球,另一端固定在O点,把小球拉到使细线水平的位置A,然后由静止释放,小球沿弧线运动到细线与水平方向成角的位置B时速度为零。

(1)该小球在B点的电势能比在A点时          (大、小)。
(2)小球所受电场力与重力之比为          
(3)小球从A到B过程中,电场力做功          
(4)小球从A到B过程中,最大动能为          

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在正交的匀强电场和匀强磁场中,一带电粒子在竖直平面内做匀速圆周运动,则微粒带电性质和环绕方向分别是(     )
A.带正电,逆时针B.带正电,顺时针
C.带负电,逆时针D.带负电,顺时针

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,一带电量为q=-5×10-3 C,质量为m=0.1 kg的小物块处于一倾角为θ=37°的光滑绝缘斜面上,当整个装置处于一水平向左的匀强电场中时,小物块恰处于静止状态.(g取10 m/s2):

(1) 求电场强度多大?
(2)若从某时刻开始,电场强度减小为原来的,求物块下滑距离L=1.5 m时的速度大小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图甲所示,两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的电压u,两板间电场可看作是均匀的,且两板外无电场,极板长L=0.2m,板间距离d=0.2m,在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场,MN与两板中线OO′垂直,磁感应强度B=5×10-3T,方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中,已知每个粒子的速度v0=105m/s,比荷q/m=108C/kg,重力忽略不计,在每个粒通过电场区域的极短时间内,电场可视作是恒定不变的。

⑴ 试求带电粒子射出电场时的最大速度。
⑵ 证明任意时刻从电场射出的带电粒子,进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为定值。
⑶ 从电场射出的带电粒子,进入磁场运动一段时间后又射出磁场。求粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(15分)如图所示,直线OA与x轴成135°角,x轴上下方分别有水平向右的匀强电场E1和竖直向上的匀强电场E2,且电场强度E1=E2=10N/C,x轴下方还存在垂直于纸面向外的匀强磁场B,磁感应强度B=10T现有一质量m=1.0×10-5kg,电荷量q=1.0×10-5C的带正电尘粒在OA直线上的A点静止释放,A点离原点O的距离d=m(g取10m/s2,).求:

(1)尘粒刚进入磁场区域时的速度v的大小;
(2)从进入磁场区域开始到离开磁场区域所经历的时间t;
(3)第一次回到OA直线上的某位置离原点O的距离L。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在xOy平面的第一象限有一匀强电场,电场的方向平行于Y轴向下,在X轴和第四象限的射线OC之间有一匀强磁场,磁感应强度的大小为B,方向垂直于纸而向外。有一质量为m,带有电荷量+q的质点由电场左侧平行于X轴射入电场。质点到达X轴上A点时,速度方向于X轴的夹角为,A点与原点0的距离为d.接着,质点进入磁场,并垂直丁OC飞离磁场。不计重力影响。若OC与x轴的夹角也为φ.

求:(1)粒子在磁场中运动速度的大小:
(2)匀强电场的场强大小。

查看答案和解析>>

同步练习册答案