【題目】如圖,光滑絕緣半球槽的半徑為R,處在水平向右的勻強(qiáng)電場中,一質(zhì)量為m的帶電小球從槽的右端A處無初速沿軌道滑下,滑到最低點(diǎn)B時(shí),球?qū)壍赖膲毫?/span>1.5mg.求:

(1)小球受到的電場力的大小和方向.

(2)帶電小球在滑動過程中的最大速度.

【答案】(1),方向水平向右 (2)

【解析】

(1) 設(shè)小球運(yùn)動到最底位置B時(shí)速度為v,小球從A處沿槽滑到最底位置B的過程中,根據(jù)動能定理結(jié)合向心力公式聯(lián)立方程即可求解;

(2) 小球在滑動過程中最大速度的條件:是小球沿軌道運(yùn)動過程某位置時(shí)切向合力為零,設(shè)此時(shí)小球和圓心間的連線與豎直方向的夾角為θ,根據(jù)幾何關(guān)系及動能定理即可求解

(1) 設(shè)小球運(yùn)動到最底位置B時(shí)速度為v,此時(shí)

解得:

若不受電場力,則

解得:

因?yàn)?/span>v′>v

所以此過程中電場力做負(fù)功,電場力方向水平向右;

設(shè)電場力大小為F,由題意,小球從A處沿槽滑到最底位置B的過程中,根據(jù)動能定理得:

解得:,方向水平向右;

(2) 小球在滑動過程中最大速度的條件:是小球沿軌道運(yùn)動過程某位置時(shí)切向合力為零,設(shè)此時(shí)小球和圓心間的連線與豎直方向的夾角為θ,如圖

mgsinθ=Fcosθ

解得:

小球由A處到最大速度位置得過程中有:

解得:。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在光滑水平面上,a、b兩小球沿同一直線都以初速度大小v0做相向運(yùn)動,a、b兩小球的質(zhì)量分別為mamb,當(dāng)兩小球間距小于或等于L時(shí),兩小球受到大小相等、方向相反的相互排斥的恒力作用;當(dāng)兩小球間距大于L時(shí),相互間的排斥力為零,小球在相互作用區(qū)間運(yùn)動時(shí)始終未接觸,兩小球運(yùn)動時(shí)速度v隨時(shí)間t的變化關(guān)系圖象如圖所示,下列說法中正確的是( 。

A. t1時(shí)刻兩小球間距最小

B. t2時(shí)刻兩小球的速度相同,且大小為

C. 0t3時(shí)間內(nèi),b小球所受排斥力方向始終與運(yùn)動方向相同

D. 0t3時(shí)間內(nèi),排斥力對a、b兩小球的沖量大小相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】物體從h高處自由下落,它在落地前1s內(nèi)共下落35mg=10m/s2.下列說法中正確的有( 。

A. 物體下落的時(shí)間為4s

B. 物體落地時(shí)速度為40m/s

C. 下落后第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi),每段位移之比為123

D. 落地前2s內(nèi)共下落60m

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于電流,下列說法中正確的是( )

A. 電流流向總是從高電勢流向低電勢

B. 導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比

C. 單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電量越多,導(dǎo)體中的電流越大

D. 因?yàn)殡娏饔蟹较颍噪娏魇鞘噶?/span>

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】規(guī)格為“8V 4 W”的小燈泡與小型直流電動機(jī)D(其線圈內(nèi)阻為r0=0.4Ω)并聯(lián)后,接至電動勢為10V,內(nèi)電阻r=0.5Ω的電源上,小燈泡恰好正常發(fā)光,求:

(1)通過小燈泡的電流IL和電源的內(nèi)電壓Ur。

(2)電路中的總電流I和通過電動機(jī)D的電流ID。

(3)電動機(jī)的輸入功率P和電動機(jī)的輸出功率P。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,ABC為某種材料制成等腰直角三棱鏡,且直角邊長為L。一細(xì)束單色光從斜邊AC上的O點(diǎn)(AO長度未知)垂直于AC面射入,經(jīng)兩次反射后,又從AC邊射出,已知三棱鏡對光的折射率為2,光在真空中的傳播速度為c,求:

光在棱鏡中傳播的時(shí)間;

②如圖乙所示,如果光線在O點(diǎn)以一定的入射角θ射入,結(jié)果光線經(jīng)AB面反射到BC面上恰好發(fā)生全反射,求人射角θ的正弦值。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)準(zhǔn)備自己動手制作一個(gè)歐姆表,可以選擇的器材如下:

電池E(電動勢和內(nèi)阻均未知)

表頭G(刻度清晰,但刻度值不清晰,量程Ig未知,內(nèi)阻未知)

電壓表V(量程為1.5V,內(nèi)阻Rv=1000Ω)

滑動變阻器R1(0~10Ω)

電阻箱R2(0~1000Ω)

開關(guān)一個(gè),理想導(dǎo)線若干

(1)為測量表頭G的量程,該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路。圖中電源即電池E. 閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器R1滑片至中間位置附近某處,并將電阻箱阻值調(diào)到40Ω時(shí),表頭恰好滿偏,此時(shí)電壓表V的示數(shù)為1.5V;將電阻箱阻值調(diào)到115Ω,微調(diào)滑動變阻器R1滑片位置,使電壓表V示數(shù)仍為1.5V,發(fā)現(xiàn)此時(shí)表頭G的指針指在如圖乙所示位置,由以上數(shù)據(jù)可得表頭G的內(nèi)阻Rg=______Ω,表頭G的量程Ig=_____mA.

(2)該同學(xué)接著用上述器材測量該電池E的電動勢和內(nèi)阻,測量電路如圖丙所示,電阻箱R2的阻值始終調(diào)節(jié)為1000Ω:圖丁為測出多組數(shù)據(jù)后得到的圖線(U為電壓表V的示數(shù),I為表頭G的示數(shù)),則根據(jù)電路圖及圖線可以得到被測電池的電動勢E=______V,內(nèi)阻r=______.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

(3)該同學(xué)用所提供器材中的電池E、表頭G及滑動變阻器制作成了一個(gè)歐姆表,利用以上(1)、(2)問所測定的數(shù)據(jù),可知表頭正中央刻度為____.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】手提電腦散熱底座一般設(shè)置有四個(gè)卡位用來調(diào)節(jié)角度。如圖甲所示,某同學(xué)將電腦放在散熱底座上,為了獲得更好的舒適度,由原卡位4調(diào)至卡位1增大傾角如圖乙,電腦始終處于靜止?fàn)顟B(tài),則  

A. 電腦受到4個(gè)力的作用

B. 電腦受到的合力變大

C. 散熱器對電腦的作用力方向豎直向上

D. 電腦受到的重力和支持力的合力變小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中以恒定的角速度繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動,線圈匝數(shù)n=100,穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化,如圖所示。發(fā)電機(jī)線圈電阻r=4Ω,外電路中的電阻R=6Ω,燈泡L電阻RL=12Ω,不計(jì)其他電阻,交流電流表為理想電流表。(π=3.14)求:

(1)線圈從圖示位置開始轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式;

(2)從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中電阻R產(chǎn)生的熱量。

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