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如图,匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道,轨道平面与电场方向平行.a、b为轨道直径的两端,该直径与电场方向平行.一电荷量为q(q>0)的质点沿轨道内侧运动,经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb.不计重力,求:(1)电场强度的大小E;                                                                                    

(2)质点经过a点和b点时的动能.                                                                  

                                                                                        

                                                                                                                           


       解:质点所受电场力的大小为f=qE ①

设质点质量为m,经过a点和b点时的速度大小分别为va和vb,由牛顿第二定律有:

 ②

 ③

设质点经过a点和b点时的动能分别为Eka和Ekb,有:

Eka=mva2

Ekb=mvb2

根据动能定理有:Ekb﹣Eka=2rf⑥

联立①②③④⑤⑥式得:

答::(1)电场强度的大小E为(Nb﹣Na);

(2)质点经过a点和b点时的动能分别为:(Nb+5Na)和(5Nb+Na).


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


一物体m受到一个撞击力后沿不光滑斜面向上滑动,如图所示,在滑动过程中,物体m受到的力是(  )

A. 重力、沿斜面向上的冲力、斜面的支持力

B. 重力、沿斜面向下的滑动摩擦力、斜面的支持力

C. 重力、沿斜面向上的冲力、沿斜面向下的滑动摩擦力

D. 重力、沿斜面向上的冲力、沿斜面向下的摩擦力、斜面的支持力

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(1)某同学探究恒力做功和物体动能变化间的关系,方案如图1所示.他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为减小这种做法带来的误差,实验中要采取的两项措施是:                                                       

a                                                                                                                   ;               

b                                                                                                          .                      

(2)如图2所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是计数点,相邻计数点间的时间间隔为T.距离如图.则打B点时的速度为vB=                                                                         .            

                                     

                                                                                                                                       

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,平行且足够长的两条光滑金属导轨,相距L=0.4m,导轨所在平面与水平面的夹角为30°,其电阻不计.把完全相同的两金属棒(长度均为0.4m)ab、cd分别垂直于导轨放置,并使每棒两端都与导轨良好接触.已知两金属棒的质量均为m=0.1kg、电阻均为R=0.2Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.5T,当金属棒ab在平行于导轨向上的力F作用下沿导轨向上匀速运动时,金属棒cd恰好能保持静止.取g为10m/s2,则下列判断正确的是( )

  A. F的大小为0.5N

  B. 金属棒ab产生的感应电动势为1.0V

  C. ab两端的电压为1.0V

  D. ab棒的速度为5.0m/s

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两个等量同种电荷固定于光滑水平面上,其连线中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示.一个电 量为2C,质量为1kg的小物块从C点静止释放,其运动的v~t图象如图乙所示,其中B点处为整 条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线).则下列说法正确的(   )

                                           

    A.  B点为中垂线上电场强度最大的点,场强E=2v/m

    B.  由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大

    C.  由C点到A点的过程中,电势逐渐升高

    D.  AB两点电势差UAB=﹣5 V

                                                                                                                           

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如图所示,边长为L的正方形单匝线圈abcd,电阻r,外电路的电阻为R,a、b的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上,磁场的磁感应强度为B,若线圈从图示位置开始,以角速度ω绕轴OO′匀速转动,则以下判断正确的是(                                                                                       )                       

                                                                                          

    A.  图示位置线圈中的感应电动势最大为Em=BL2ω

    B.  闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e=BL2ωsinωt

    C.  线圈从图示位置转过180°的过程中,流过电阻R的电荷量为q=

    D.  线圈转动一周的过程中,电阻R上产生的热量为Q=

                                                                                                                     

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一环形线罔放在匀强磁场中,设第1s内磁感线垂直线圈平面向里,如图甲所示.若磁感强度B随时间t变化的关系如图乙所示,那么下列选项正确的是(    )

                                                                       

    A.  第1s内线闺中感应电流的大小逐渐增加

    B.  第2s内线圈中感应电流的大小恒定

    C.  第3S内线圈中感应电流的方向为顺时针方向

    D.  第4S内线罔中感应电流的方向为逆时针方向

                                                                                                                                      

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如图所示,在距水平地面高为0.4m处,水平固定一根长直光滑杆,杆上P处固定一定滑轮,滑轮可绕水平轴无摩擦转动,在P点的右边,杆上套一质量m=3kg的滑块A.半径R=0.3m的光滑半圆形轨道竖直地固定在地面上,其圆心O在P点的正下方,在轨道上套有一质量m=3kg的小球B.用一条不可伸长的柔软细绳,通过定滑轮将两小球连接起来.杆和半圆形轨道在同一竖直面内,滑块和小球均可看作质点,且不计滑轮大小的影响.现给滑块A施加一个水平向右、大小为60N的恒力F,则:                                                                                                                   

(1)求把小球B从地面拉到半圆形轨道顶点C的过程中力F做的功.                                

(2)求小球B运动到C处时所受的向心力的大小.                                                        

(3)问小球B被拉到离地多高时滑块A与小球B的速度大小相等?                                    

                                                           

                                                                                                                                       

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如图所示为玻璃材料制成的一棱镜的截面图(OAB为圆,OBCD为一矩形),一细光束从圆弧AB的中点E沿半径射入棱镜后,恰好在圆心O点发生全反射,再经CD面反射后,从圆弧的F点射出,已知OA=a,OD=a,真空中的光速c,求:

①出射光线与法线夹角的正弦值.

②光在棱镜中传播的时间.

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