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如图所示,一绝缘细圆环半径为r,其环面固定在水平面上,方向水平向右、场强大小为E的匀强电场与圆环平面平行,环上穿有一电荷量为+q 的小球,可沿圆环做无摩擦的圆周运动,若小球经A点时速度方向恰与电场方向垂直,且圆环与小球间沿水平方向无力的作用。小球沿顺时针方向运动,且qE=mg,求小球运动到何处时,对环的作用力最大?最大作用力为多大?
B处对环的作用力最大 qE
在A点有qE= mv12/r①,(3分)
A到B过程由动能定理得qE×2r=mv22mv1②,(3分)
在B点水平方向上有N1qE= mv22/r(3分)
竖直方向上有N2 = mg④,(2分)
在B处对环的作用力最大,最大作用力为N = =qE
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,某电场的一条电场线与Ox轴重合,取O点电势为零,Ox方向上各点电势φ随x变化的规律如图所示.若在O点由静止释放一电子,电子仅受电场力的作用,则
该电场线上各点的场强方向沿x轴正方向
B.该电场线可能是等量异种电荷产生的
C.电子的速度先减小后增大
D.电子的加速度先逐渐减小后逐渐增大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(16分)制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为的两平行极板,如图甲所示,加在极板A、B间的电压作周期性变化,其正向电压为,反向电压为
电压变化的周期为2r,如图乙所示.在t=0时,极板B附近的一个电子,质量为m、电荷量为e,受电场作用由静止开始运动.若整个运动过程中,电子未碰到极板A,且不考虑重力作用.
(1)若,电子在0—2r时间内不能到达极板,求应满足的条件;
(2)若电子在时间内未碰到极板B,求此运动过程中电子速度随时间t变化的关系;
(3)若电子在第个周期内的位移为零,求k的值。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题


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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

下列粒子从初速度为零的状态经电压U的加速电场加速后,哪种粒子的速度最大(   )
A.质子B.氚核C.α粒子D.钠离子Na+

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题



A.小球一定带正电B.qE>mg
C.小球一定带负电D.qE<mg

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在方向水平向右、大小为E=6×103N/C的匀强电场中有一个光滑的绝缘平面。一根绝缘细绳两端分别系有带电滑块甲和乙,甲的质量为m1=2×10-4kg,带电量为q1=2×10-9C,乙的质量为m2=1×10-4kg,带电量为q2=-1×10-9C。开始时细绳处于拉直状态。由静止释放两滑块,t=3s时细绳断裂,不计滑块间的库仑力。试求:

(1)细绳断裂前,两滑块的加速度。
(2)在整个运动过程中,乙的电势能增量的最大值。
(3)当乙的电势能增量为零时,甲与乙组成的系统机械能的增量。
 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图1-4-20所示,在场强E=104 N/C的水平匀强电场中,有一根长L=15 cm的细线,一端固定在O点,另一端系一个质量m=3 g,带电荷量q=2×10-6 C的小球,当细线处于水平位置时,小球从静止开始释放,则小球到达最低点B时的速度是多大.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

(18分)
示波管是示波器的核心部分,它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成,如图14甲所示。电子枪具有释放电子并使电子聚集成束以及加速的作用;偏转系统使电子束发生偏转;电子束打在荧光屏上形成光迹。这三部分均封装于真空玻璃壳中。已知电子的电荷量=1.6×10C,质量=0.91×10kg,电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计,不考虑相对论效应。

(1)电子枪的三级加速可简化为如图14乙所示的加速电场,若从阴极逸出电子的初速度可忽略不计,要使电子被加速后的动能达到16×10J,求加速电压为多大;
(2)电子被加速后进入偏转系统,若只考虑电子沿Y(竖直)方向的偏转情况,偏转系统可以简化为如图14丙所示的偏转电场。偏转电极的极板长=4.0cm,两板间距离=1.0cm,极板右端与荧光屏的距离=18cm,当在偏转电极上加的正弦交变电压时,如果电子进入偏转电场的初速度,求电子打在荧光屏上产生亮线的最大长度;
(3)如图14甲所示,电子枪中灯丝用来加热阴极,使阴极发射电子。控制栅极的电势比阴极的电势低,调节阴极与控制栅极之间的电压,可控制通过栅极电子的数量。现要使打在荧光屏上电子的数量增加,应如何调节阴极与控制栅极之间的电压。
电子枪中三个阳极除了对电子加速外,还共同完成对电子的聚焦作用,其中聚焦电场可简化为如图14丁所示的电场,图中的虚线是该电场的等势线。请简要说明聚焦电场如何实现对电子的聚焦作用。

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同步练习册答案