【题目】如图所示,在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心为、半径为,内壁光滑,、两点分别是圆弧的最低点和最高点.该区间存在方向水平向右的匀强电场,一质量为、带负电的小球在轨道内侧做完整的圆周运动(电荷量不变),经过点时速度最大,、连线与竖直方向的夹角,重力加速度为.求:
()求小球所受到的电场力大小;
()小球在点速度多大时,小球经点时对圆轨道的压力最小?
【答案】(1)(2)
【解析】试题分析:(1)已知带电小球在光滑的竖直圆轨道内做完整的圆周运动,经C点时速度最大,因此,C点是竖直面内圆周运动的物理“最低点”,也就是小球在C点受力情况满足合外力完全充当向心力,如图
满足
因此电场力即
(2)小球在轨道最高点B时的受力情况如图所示,
讨论:①若在B点时轨道对小球的压力最小等于零.半径方向的合外力为重力mg,在B点,根据圆周运动的条件可获得,;得:①
②若小球在D点时的轨道对小球的压力最小等于零
则D到B的过程中,重力和电场力做功:得:,
代入数据解得:②
根据①②两种情况的讨论可知,小球在B点的最小速度为,小球从A到B过程中,只有电场力和重力做了功,又知A.B两点在同一等势面上,该过程电场力做功为0,根据动能定理可得:③,联立以上②③两式可得
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【题目】某中学物理学习兴趣小组做“测定电源电动势和内阻”的实验,他们分别测了两个电源的电动势和内阻,并利用所测数据绘出两电源的U-I图象分别如图中①②所示,则( )
A. 电源①的电动势比电源②的大
B. 电源①的内阻比电源②的小
C. 当外接相同的电阻时,两电源的输出功率可能相等
D. 当外接相同电阻时,电源①的输出功率一定比电源②的输出功率大
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【题目】下述说法正确的是( )
A. 在同一等势面上移动电荷,电场力不作功
B. 等势面上各点场强大小一定相等
C. 电场中电势高处,电荷的电势能就大
D. 电场强度大处,电荷的电势能就大
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【题目】(多选)如图所示,氕、氘、氚的原子核自初速度为零经同一电场加速后,又经同一匀强电场偏转,最后打在荧光屏上,那么( )
A.经过加速电场的过程中,静电力对氚核做的功最多
B.经过偏转电场的过程中,静电力对三种核做的功一样多
C.三种原子核打在屏上的速度一样大
D.三种原子核都打在屏的同一位置上
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【题目】已知半径一定的小球在空中下落过程中受到的空气阻力f正比于运动速率v,即满足f=kv。比例系数k只与小球半径和空气密度有关。现将半径相同的实心铁球和实心塑料球在空中由静止开始下落,小球下落过程中的加速度与速度关系图象如图所示,已知空气密度均匀。则下列说法中正确的是
A. 铁球对应于图中的a0值较大
B. 铁球在图中的vm值较大
C. 两球从开始下落至下落同样高度,铁球所用时间较长
D. 铁球从开始下落至速度达到铁球所对应的vm位移较大
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【题目】如图所示,一理想变压器原线圈接入一交流电源,副线圈电路中均为固定电阻,开关S是闭合的.和为理想电压表,读数分别为和;和为理想电流表,读数分别为和.现断开S,数值不变,下列推断中正确的是( )
A. 变小、变小 B. 不变、变大
C. 变小、变小 D. 变大、变大
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【题目】如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表,下列说法正确的是( )
A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1消耗的功率变大
B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大
C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表A1示数变小
D.若闭合开关S,则电流表A1示数变大,A2示数变大
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【题目】如图所示为回旋加速器的示意图。两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中,一质子从加速器的A处开始加速。已知D型盒的半径为R,磁场的磁感应强度为B,高频交变电源的电压为U、频率为f,质子质量为m,电荷量为q.下列说法错误的是( )
A. 质子的最大速度不超过2πRf
B. 质子的最大动能为
C. 增大B,并适当增大f,可增大质子的最大速度
D. 电压U越大,质子的最大动能越大
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【题目】如图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线,两粒子M、N质量相等,所带电荷的绝对值也相等.现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示.点a、b、c为实线与虚线的交点,已知O点电势高于c点电势.若不计重力,则( )
A. M带负电荷,N带正电荷
B. N在a点的速度与M在c点的速度大小相同
C. N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功
D. M在从O点运动至b点的过程中,电场力对它做的功等于零
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