如图甲所示,平行金属板M、N水平放置,两板间所加的电压随时间变化规律如图乙所示(图中、T已知),两板右端虚线右侧有水平向右的匀强电场,场强大小与两板间场强大小相等,半径为两板间距离倍的光滑绝缘圆弧轨道固定在竖直面内,轨道的上、下两端B、A刚好靠近M、N板右端,圆弧轨道的圆心O刚好与平行板中线在同一直线上,一个质量为m的带正电小球从时刻从M板左端贴近M板沿水平向右的方向射入两板间,在时刻小球恰好贴近N板右端射出,并且沿切线方向无碰撞地从圆弧轨道的下端A进入圆弧轨道,已知重力加速度为g,小球在时间内做匀速直线运动,求:
(1)两板间的距离;
(2)平行板的长度;
(3)小球在圆弧轨道上运动时,经过A点时对圆弧轨道的压力为多大?在轨道上运动的最大速度为多大?
(1)两板间的距离;
(2)平行板的长度;
(3)小球在圆弧轨道上运动时,经过A点时对圆弧轨道的压力为多大?在轨道上运动的最大速度为多大?
更新时间:2023-09-11 19:59:14
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【推荐1】如图所示,上、下水平放置的两带电金属板相距为,板间有竖直向下的匀强电场E。距上板处有一带电荷量为的小球B,在小球B上方有一带电荷量为的小球A,两小球的大小不计、质量均为m,用长度为l的绝缘轻杆相连。已知,现让两小球从静止释放,小球可以通过上板的小孔进入电场中(空气阻力g不计,重力加速度为g)。求:
(1)B球刚进入电场时速度的大小;
(2)设,当B球刚进入电场内,杆对A球作用力为重力的多少倍?方向指向哪里?
(3)B球是否能碰到下板?如能,求B球刚碰到下板时的速度大小;如不能,请通过计算说明理由。
(1)B球刚进入电场时速度的大小;
(2)设,当B球刚进入电场内,杆对A球作用力为重力的多少倍?方向指向哪里?
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【推荐2】19世纪末汤姆孙发现电子以后,美国物理学家密立根进行了多次试验,比较准确地测定了电子的电量。某同学在真空环境下简化该实验,仅研究油滴比荷。如题图所示,用喷雾器将油滴喷入电容器的两块水平的平行电极板之间时,油滴经喷射后,一般都是带电的。实验中一油滴无初速度飘入小孔,当电场强度方向竖直向下,大小为E0时,油滴恰好静止在小孔边缘。撤去电场,油滴自小孔边缘自由下落,经时间t,立刻加一电场强度大小为E的匀强电场,又经过时间t,油滴返回小孔边缘。已知油滴向下运动过程恰好不与下板接触,已知油滴质量为m,重力加速度为g。
(1)判断油滴电性并求油滴电荷量;
(2)求油滴的比荷(用含E的式子表示)及两板间距离。在维持第一段时间t不变情况下,为使油滴返回小孔时速度为零,求加电场E的时间。
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【推荐3】如图所示,在宽L=1m的匀强电场中有一带正电小球位于绝缘的固定圆柱形水平圆筒内。已知小球质量为m=0.10kg、带电荷量为q=1.0×10-5C,小球的直径略小于圆筒的截面直径,小球与圆筒间的动摩擦因数μ=0.8。匀强电场的电场强度大小E1=1.0×105V/m,方向与水平方向斜向上夹θ=53°角。现将小球由匀强电场的左侧边缘由静止释放(sin53°=0.8,cos53°=0.6,重力加速度g取10m/s2)。求:
(1)小球在匀强电场中运动过程中电势能的减少量;
(2)若只将匀强电场的大小变为E2,要保证小球离开匀强电场的速度不变,求E2的大小;
(3)E1、E2两种情况下小球在匀强电场中由系统摩擦产生的热量之比。
(1)小球在匀强电场中运动过程中电势能的减少量;
(2)若只将匀强电场的大小变为E2,要保证小球离开匀强电场的速度不变,求E2的大小;
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【推荐1】如图所示,质量为m带电量为+q的小球静止于光滑绝缘水平面上,在恒力F作用下,由静止开始从A点出发到B点,然后撤去F,小球冲上放置在竖直平面内半径为R的光滑绝缘圆形轨道,圆形轨道的最低点B与水平面相切,小球恰能沿圆形轨道运动到轨道末端D,并从D点抛出落回到原出发点A处.整个装置处于电场强度为E= 的水平向左的匀强电场中,小球落地后不反弹,运动过程中没有空气阻力.求:AB之间的距离和力F的大小.
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【推荐2】如图所示,虚线MN左侧空间有竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场B,右侧空间有水平向右的匀强电场。在右侧空间O点用长为 L 的不可伸长的轻质绝缘细绳悬挂质量为 m、电荷量为q的带电小球。现使细绳拉直,从A点由静止释放小球,小球绕O点做圆周运动,到达B点(未画出)时速度达到最大值。此时细绳突然断开,小球继续运动一段时间后,垂直MN边界从C(未画出)进入左侧区域,随后又从左侧区域经MN上D点(未画出)重新进入MN右侧区域。已知OA与竖直方向夹角,OB 与竖直方向夹角,左右两侧空间电场强度大小之比,匀强磁场的磁感应强度,重力加速度为g。试求:(以下各问均可用根号表示)
(1)小球运动到B点时的速度大小 ;
(2)小球运动到C点时的速度大小 ;
(3)DA两点的高度差h;
(1)小球运动到B点时的速度大小 ;
(2)小球运动到C点时的速度大小 ;
(3)DA两点的高度差h;
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【推荐3】如图所示,AC是一段水平轨道,其中AB段光滑,BC段粗糙,且LBC2m。CDF为竖直平面内半径为R=0.2m的光滑半圆轨道,其中F点为最高点,OD为水平线。两轨道相切于C点,CF的右侧有电场强度E=1.5×103N/C的匀强电场,方向水平向右。一根轻质绝缘弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与带负电的滑块P接触但不连接,弹簧原长时滑块在B点处。现向左压缩弹簧后由静止释放,当滑块P运动到F点瞬间时对轨道的压力为2N,之后滑块从F点飞出并落在轨道BC段上、已知滑块P的质量为m=0.2kg,电荷量为q=—1.010-3C,与轨道BC间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度g取10 m/s2,忽略滑块P与轨道间电荷转移。则:
(1)求滑块P从F点飞出后的落点到C的距离;
(2)求滑块P运动到D点时对轨道的压力大小;
(3)欲使滑块P沿光滑半圆轨道CDF运动时不脱离圆弧轨道,求弹簧释放的弹性势能大小取值范围。
(1)求滑块P从F点飞出后的落点到C的距离;
(2)求滑块P运动到D点时对轨道的压力大小;
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【推荐1】利用磁场和电场实现粒子偏转或聚焦是科学实验中广泛应用的技术。如图所示的坐标系xOy中,在第二象限内有一圆形匀强磁场区域,与x轴相切于点,磁场方向垂直于坐标平面向外;在、的区域内存在竖直向下的匀强电场,电场强度大小为E,电场区域的下边界如图中虚线所示,该边界与x轴分别交于点和点。位于P点的粒子源向磁场内发射质量为m、电荷量为q的大量正粒子,所有粒子发射时的速度大小均相等,速度方向在与x轴正向夹角为的范围内,所有粒子经过磁场后均沿x轴正向进入电场,然后能全部经过Q点。已知速度方向与x轴正向夹角为的粒子经过点,且从M点到Q点的轨迹全部在电场中,不计粒子的重力及粒子间的相互作用,并忽略磁场的边界效应。求
(1)粒子发射时的速度的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)速度方向与x轴正向夹角为120°的粒子从P点到Q点的时间;
(4)电场区域下边界满足的数学方程。
(1)粒子发射时的速度的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)速度方向与x轴正向夹角为120°的粒子从P点到Q点的时间;
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【推荐2】如图所示装置中,区域Ⅰ中有竖直向上的匀强电场,电场强度为E,区域Ⅱ内有垂直纸面向外的水平匀强磁场,磁感应强度为B.区域Ⅲ中有垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁感应强度为2B.一质量为m、带电量为q的带负电粒子(不计重力)从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场,经水平分界线OP上的A点与OP成60°角射入Ⅱ区域的磁场,并垂直竖直边界CD进入Ⅲ区域的匀强磁场中.求:
(1)粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径
(2)O、M间的距离
(3)粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间
(1)粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径
(2)O、M间的距离
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【推荐3】如图所示,竖直虚线MN、PQ将两竖直挡板间的空间分成等间距的三个区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在区域Ⅰ内有一与水平线成角的光滑绝缘斜面AC(C是MN与的交点),区域Ⅱ内有竖直向上的匀强电场,区域Ⅲ内存在水平向左的匀强电场,两区域电场强度均未知。现有一电荷量为q、质量为m的带电滑块(可视为质点)从左挡板的A点由静止释放,从C点进入区域Ⅱ后恰好能垂直PQ进入区域Ⅲ,最后滑块恰好与右挡板相切于D点(图中没画出),已知各区域宽均为L,重力加速度为g,,,滑块运动中所带电荷量不变,求:
(1)区域Ⅱ中电场强度的大小;
(2)区域Ⅲ中电场强度的大小;
(3)的长度。
(1)区域Ⅱ中电场强度的大小;
(2)区域Ⅲ中电场强度的大小;
(3)的长度。
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