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如图所示,MPQO为有界的竖直向下的匀强电场,电场强度为E,ACB为光滑固定的半圆形轨道,圆轨道半径为R,AB为圆水平直径的两个端点,AC为圆弧.一个质量为m电荷量为﹣q的带电小球,从A点正上方高为H处由静止释放,并从A点沿切线进入半圆轨道.不计空气阻力及一切能量损失,关于带电粒子的运动情况,下列说法正确的是(  )

 

A.

小球一定能从B点离开轨道

 

B.

小球在AC部分可能做匀速圆周运动

 

C.

若小球能从B点离开,上升的高度一定小于H

 

D.

小球到达C点的速度可能为零


考点:

带电粒子在匀强电场中的运动;牛顿第二定律;向心力.

专题:

带电粒子在电场中的运动专题.

分析:

当小球的重力与电场力平衡,小球进入轨道,靠弹力提供向心力,做匀速圆周运动.根据动能定律判断上升的高度与H的关系..通过假设法判断小球到达C点的速度能否为零,若能为零,根据动能定理知,电场力做功做功等于重力做功,则电场力大于重力,无法做圆周运动.

解答:

解:A、由于题中没有给出H与R、E的关系,所以小球不一定能从B点离开轨道,故A错误;

B、若重力大小等于电场力,小球在AC部分做匀速圆周运动,故B正确.

C、由于小球在AC部分运动时电场力做负功,所以若小球能从B点离开,上升的高度一定小于H,故C正确;

D、若小球到达C点的速度为零,则电场力大于重力,则小球不可能沿半圆轨道运动,所以小球到达C点的速度不可能为零.故D错误.

故选BC.

点评:

本题考查了带电小球在电场和重力场中的运动,综合运用了动能定理、牛顿第二定律等知识,综合性强,对学生的能力要求较高.

 

练习册系列答案
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对于一定质量的理想气体,下列论述中正确的是 (  )

  A. 若单位体积内分子个数不变,当分子热运动加剧时,压强一定变大

  B. 若单位体积内分子个数不变,当分子热运动加剧时,压强可能不变

  C. 若气体的压强不变而温度降低时,则单位体积内分子个数一定增加

  D. 若气体的压强不变而温度降低时,则单位体积内分子个数可能不变

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A.

卡文迪许通过扭秤实验,测定出了引力常量

 

B.

奥斯特通过实验研究,发现了电流周围存在磁场

 

C.

法拉第通过实验研究,总结出法拉第电磁感应定律

 

D.

牛顿根据理想斜面实验,提出力不是维持物体运动的原因

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如图甲所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ,两极板中心各有一小孔S1、S2,两极板间电压的变化规律如图乙所示,正反向电压的大小均为U0,周期为T0.在t=0时刻将一个质量为m电量为﹣q(q>0)的粒子由S1静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在时刻通过S2垂直于边界进入右侧磁场区.(不计粒子重力,不考虑极板外的电场)

(1)求粒子到达S2时的速度大小v和极板间距d;

(2)为使粒子不与极板相撞,求磁感应强度的大小应满足的条件.

(3)若已保证了粒子未与极板相撞,为使粒子在t=3T0时刻再次到达S2,且速度恰好为零,求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小.

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如图所示,有三个斜面a、b、c,底边长分别为L、L、2L,高度分别为2h、h、h.某一物体与三个斜面间的动摩擦因数都相同,这个物体分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端.三种情况相比较,下列说法正确的是(  )

 

A.

物体损失的机械能△Ec=2△Eb=4△Ea

 

B.

因摩擦产生的热量2Qa=2Qb=Qc

 

C.

物体到达底端的动能Eka=2Ekb=2Ekc

 

D.

物体运动的时间4ta=2tb=tc

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如图所示,在x轴上方有一竖直向下的匀强电场区域,电场强度为E=500V/m.x轴下方分布有很多磁感应强度为B=1T的条形匀强磁场区域,其宽度均为d1=3cm,相邻两磁场区域的间距为d2=4cm.现将一质量为m=5×10﹣13kg、电荷量为q=1×10﹣8C的带正电的粒子(不计重力)从y轴上的某处静止释放.

(1)若粒子从坐标(0,h1)点由静止释放,要使它经过x轴下方时,不会进入第二磁场区,h1应满足什么条件?

(2)若粒子从坐标(0,5cm)点由静止释放,求自释放到第二次过x轴的时间(π取3.14).

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足够长的木板质量为m1,沿水平地面做匀减速运动.t=0时刻,在木板上无初速放一质量为m2的物块,物块与木板、木板与地面间的动摩擦因数相同.分别用v1和v2表示木板和物块的速度,下列反映v1和v2变化的图线中正确的是(  )

 

A.

B.

C.

D.

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如图所示,一连同装备总重力为G的滑雪爱好者从滑雪坡道上由静止开始沿坡道ABC向下滑行,滑到B点时滑雪者通过改变滑雪板角度的方式来增大摩擦力的大小,使其到达底端C点速度刚好减为零.已知AB>BC,设两段运动过程摩擦力均为定值,下列分别为滑雪者位移、速度、加速度、摩擦力随时间变化的图象,其中正确的是 (  )

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C.物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功

D.软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和

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