如圖2-4,一絕緣細(xì)圓環(huán)半徑為r,環(huán)面處于水平面內(nèi),場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)與圓環(huán)平面平行.環(huán)上穿有一電荷量為＋q、質(zhì)量為m的小球,可沿圓環(huán)做無(wú)摩擦的圓周運(yùn)動(dòng).若小球經(jīng)A點(diǎn)時(shí)速度的方向恰與電場(chǎng)垂直,且圓環(huán)與小球間沿水平方向無(wú)力的作用(設(shè)地球表面重力加速度為g).則：

圖2-4

(1)小球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度大小vA是多大？

(2)當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到與A點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的B點(diǎn)時(shí),小球的速度是多大？圓環(huán)對(duì)小球的作用力大小是多少？

解：(1)小球在水平面內(nèi)沿圓環(huán)做圓周運(yùn)動(dòng),由題意,在A(yíng)點(diǎn)電場(chǎng)力提供向心力：qE=

,所以：vA=.

(2)球從A到B點(diǎn)的過(guò)程中,由動(dòng)能定理：qE×2r=mvB2-mvA2,所以：vB=

球在B點(diǎn)受到圓環(huán)作用力F的水平分力為Fx,則：Fx-qE=m,即Fx=6qE

又圓環(huán)對(duì)球作用力F的豎直分力大小等于小球的重力,所以：

F=.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

Ⅰ．物塊A1、A2、B1和B2的質(zhì)量均為m，A1、A2用剛性輕桿連接，B1、B2用輕質(zhì)彈簧連接，兩個(gè)裝置都放在水平的支托物上，處于平衡狀態(tài)，如圖1所示．今突然撤去支托物、讓物塊下落，在除去支托物的瞬間，A2受到的合力為F1，B2受到的合力為F2，則F1=
mg
mg
，F(xiàn)2=
2mg
2mg
，

Ⅱ．如圖2所示，在重力加速度為g的空間，有一個(gè)帶電荷量為+Q的場(chǎng)源電荷置于O點(diǎn)，B、C為以O(shè)為圓心、半徑為R的豎直圓周上的兩點(diǎn)，A、B、O在同一豎直線(xiàn)上，AB=R，O、C在同一水平線(xiàn)上．現(xiàn)在有一質(zhì)量為m、電荷量為-q的有孔小球，沿光滑絕緣細(xì)桿AC從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始滑下，滑至C點(diǎn)時(shí)速度的大小為
5gR
．則B、A兩點(diǎn)間電勢(shì)差大小為
mgR
2q
mgR
2q
，若從A點(diǎn)自由釋放，下滑到B點(diǎn)的速度大小為
3gR
3gR
．
Ⅲ．為研究滑塊的運(yùn)動(dòng)，選用滑塊、鉤碼、紙帶、毫米刻度尺、帶滑輪的木板、以及由漏斗和細(xì)線(xiàn)構(gòu)成的單擺等組成如圖3所示的裝置，實(shí)驗(yàn)中，滑塊在鉤碼作用下拖動(dòng)紙帶做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)讓單擺垂直于紙帶運(yùn)動(dòng)方向做小擺幅擺動(dòng)，漏斗可以漏出很細(xì)的有色液體，在紙帶上留下的痕跡記錄了漏斗在不同時(shí)刻的位置，如圖4所示．
①漏斗和細(xì)線(xiàn)構(gòu)成的單擺在該實(shí)驗(yàn)中所起的作用與下列哪個(gè)儀器相同？
A
A
（填寫(xiě)儀器序號(hào)）．
A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；B．秒表；C．毫米刻度尺；D．電流表
②已知單擺周期T=2s，在圖4中AB=24.10cm，BC=27.90cm，CD=31.90cm、DE=36.10cm，則單擺在經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)，滑塊的瞬時(shí)速度為VD=
0.34
0.34
m/s，滑塊的加速度為a=
0.04
0.04
m/s2（保留兩位小數(shù)）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（1）如圖1所示，在水平放置的光滑金屬板中點(diǎn)的正上方有一帶正電的點(diǎn)電荷Q，一表面絕緣帶正電的金屬小球（可視為質(zhì)點(diǎn)，且不影響原電場(chǎng)）以速度v0在金屬板上自左端向右端運(yùn)動(dòng)，小球做
勻速直線(xiàn)
勻速直線(xiàn)
運(yùn)動(dòng)；受到的電場(chǎng)力做的功為
0
0
．

（2）某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖2甲所示．在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個(gè)光電傳感器A、B，滑塊P上固定一寬度為d的遮光條，若光線(xiàn)被遮光條遮擋，光電傳感器會(huì)輸出電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計(jì)算機(jī)相連．滑塊在細(xì)線(xiàn)的牽引下向左加速運(yùn)動(dòng)，遮光條經(jīng)過(guò)光電傳感器A、B時(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)可以得到如圖2乙所示的電壓U隨時(shí)間t變化的圖象．
①實(shí)驗(yàn)前，接通氣源，將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，當(dāng)圖2乙中的△t1
=
=
△t2（選填“＞”、“=”或“＜”）時(shí)，說(shuō)明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平．
②滑塊P用細(xì)線(xiàn)跨過(guò)定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由圖2甲所示位置釋放，通過(guò)計(jì)算機(jī)得到如圖2乙所示圖象，若△t1、△t2、d和m已知，要驗(yàn)證滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，還應(yīng)測(cè)出的物理量是
滑塊的質(zhì)量
滑塊的質(zhì)量
和
兩光電傳感器間距離
兩光電傳感器間距離
．
（3）某金屬材料制成的電阻Rr阻值隨溫度變化而變化，為了測(cè)量Rr在0到100℃之間的多個(gè)溫度下的電阻阻值．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖3所示的電路．其中A為量程為1mA、內(nèi)阻忽略不計(jì)的電流表，E為電源，R1為滑動(dòng)變阻器，RB為電阻箱，S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)．
①完成下面實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：
a．調(diào)節(jié)溫度，使得Rr的溫度達(dá)到T1，
b．將S撥向接點(diǎn)l，調(diào)節(jié)
滑動(dòng)變阻器
滑動(dòng)變阻器
，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)電流表的讀數(shù)I；
c．將S撥向接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)
電阻箱
電阻箱
，使
電流表示數(shù)為I
電流表示數(shù)為I
，記下此時(shí)電阻箱的讀數(shù)R0；
d．則當(dāng)溫度為T(mén)1時(shí)，電阻Rr=
R0
R0
：
e．改變Rr的溫度，在每一溫度下重復(fù)步驟②③④，即可測(cè)得電阻溫度隨溫度變化的規(guī)律．
②由上述實(shí)驗(yàn)測(cè)得該金屬材料制成的電阻Rr隨溫度t變化的圖象如4圖甲所示．若把該電阻與電池（電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，內(nèi)阻不計(jì)）、電流表（量程為5mA、內(nèi)阻Rg=100Ω）、電阻箱R′串聯(lián)起來(lái)，連成如圖4乙所示的電路，用該電阻作測(cè)溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個(gè)簡(jiǎn)單的“金屬電阻溫度計(jì)”．
a．電流刻度較大處對(duì)應(yīng)的溫度刻度
較小
較小
；（填“較大”或“較小”）
b．若電阻箱取值阻值R'=50Ω，則電流表5mA處對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)值為
50
50
℃．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2011?崇明縣二模）如圖所示，絕緣輕桿長(zhǎng)L=0.9m，兩端分別固定著帶等量異種電荷的小球A、B，質(zhì)量分別為mA=4×10-2kg，mB=8×10-2kg，A球帶正電，B球帶負(fù)電，電荷量q=6.0×10-6C．輕桿可繞過(guò)O點(diǎn)的光滑水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，OB=2OA．一根豎直細(xì)線(xiàn)系于桿上OB中點(diǎn)D使桿保持水平，整個(gè)裝置處在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度E=5×104N/C．不計(jì)一切阻力，取g=10m/s2，求：
（1）細(xì)線(xiàn)對(duì)桿的拉力大��；
（2）若將細(xì)線(xiàn)燒斷，當(dāng)輕桿轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，A、B兩小球電勢(shì)能總的變化量；
（3）細(xì)線(xiàn)燒斷后，在桿轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中小球A的最大速度．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（一）如圖1所示，某人要乘雪橇從雪坡經(jīng)A點(diǎn)滑到B點(diǎn)，接著沿水平路面滑至C點(diǎn)停止．人與雪橇的總質(zhì)量為70kg．下表中記錄了沿坡滑下過(guò)程中的有關(guān)數(shù)據(jù)，開(kāi)始時(shí)人與雪橇距水平路面的高度h=20m，請(qǐng)根據(jù)下表中的數(shù)據(jù)解決下列問(wèn)題：
（1）人與雪橇從A到B的過(guò)程中，損失的機(jī)械能為多少？
（2）設(shè)人與雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力的大小．
（3）人與雪橇從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中所對(duì)應(yīng)的距離．（取g=10m/s2）
位置 A B C
速度（m/s） 2.0 12.0 0
時(shí)刻（s） 0 4.0 10.0

（二）、豎直放置的一對(duì)平行金屬板的左極板上，用長(zhǎng)為l的輕質(zhì)絕緣細(xì)線(xiàn)懸掛一個(gè)帶電量為q質(zhì)量為 m的小球，將平行金屬板按如圖2所示的電路圖連接．當(dāng)滑動(dòng)變阻器R在a位置時(shí)，絕緣線(xiàn)與左極板的夾角為θ1=30°，當(dāng)將滑片緩慢地移動(dòng)到b位置時(shí)，夾角為
θ
 
2
=60°．兩板間的距離大于l，重力加速度為g．問(wèn)：
（1）小球在上述兩個(gè)平衡位置時(shí)，平行金屬板上電勢(shì)差之比U1：U2=？
（2）若保持變阻器滑片位置在a處不變，對(duì)小球再施加一個(gè)拉力，使絕緣線(xiàn)與豎直方向的夾角從θ1=30°緩慢地增大到
θ
 
2
=60°，則此過(guò)程中拉力做的功W=？

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