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【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

2)小球在轨道最高点B时的受力情况如图所示,

讨论: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:

若小球在D点时的轨道对小球的压力最小等于零

DB的过程中,重力和电场力做功:得:

代入数据解得:

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AB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:,联立以上②③两式可得

练习册系列答案
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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.为理想电压表读数分别为;为理想电流表读数分别为.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Rf

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. Na点的速度与Mc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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