【題目】如圖所示，ABCD豎直放置的光滑絕緣細(xì)管道，其中AB部分是半徑為R的1/4圓弧形管道，BCD部分是固定的水平管道，兩部分管道恰好相切于B．水平面內(nèi)的M、N、B三點連線構(gòu)成邊長為L等邊三角形，MN連線過C點且垂直于BCD．兩個帶等量異種電荷的點電荷分別固定在M、N兩點，電荷量分別為+Q和-Q．現(xiàn)把質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球（小球直徑略小于管道內(nèi)徑，小球可視為點電荷），由管道的A處靜止釋放，已知靜電力常量為k，重力加速度為g．求：

（1）小球運(yùn)動到B處時受到電場力的大��；

（2）小球運(yùn)動到C處時的速度大小；

（3）小球運(yùn)動到圓弧最低點B處時，小球?qū)艿缐毫Φ拇笮?/span>

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

試題分析：（1）設(shè)小球在圓弧形管道最低點B處分別受到+Q和-Q的庫侖力分別為F1和F2．則 ①

小球沿水平方向受到的電場力為F1和F2的合力F，由平行四邊形定則得F=2F1cos60° ②

聯(lián)立①②得③

（2）管道所在的豎直平面是+Q和-Q形成的合電場的一個等勢面，小球在管道中運(yùn)動時，小球受到的電場力和管道對它的彈力都不做功，只有重力對小球做功，小球的機(jī)械能守恒，有mgR＝mvC20 ④

解得 ⑤

（3）設(shè)在B點管道對小球沿豎直方向的壓力的分力為NBy，在豎直方向?qū)π∏驊?yīng)用牛頓第二定律得 ⑥

vB=vC ⑦

聯(lián)立⑤⑥⑦解得NBy=3mg⑧

設(shè)在B點管道對小球在水平方向的壓力的分力為NBx，則⑨

圓弧形管道最低點B處對小球的壓力大小為．⑩

由牛頓第三定律可得小球?qū)A弧管道最低點B的壓力大小為

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】某物理興趣小組為獲得當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎�，設(shè)計了如下實驗，并進(jìn)行了系列探究過程，假設(shè)你也是其中一員，請補(bǔ)充完整橫線部分內(nèi)容：

(1)操作過程；①將打點計時器固定在鐵架臺上，如圖所示；

②將接有重物的紙帶沿豎直方向穿過打點計時器的限位孔；

③先________，再釋放紙帶；

④獲得點跡清晰的幾條紙帶

(2)探究過程：其中一條紙帶的點跡及數(shù)據(jù)如圖所示。(圖中直尺的單位為cm，點O為紙帶上記錄到的第一點，點A、B、C、D……依次表示點O以后連續(xù)的各點。已知打點計時器每隔T＝0.02s打一個點)

①小組成員量出DF間的距離為3.60cm，計算出打點計時器打下點E時的速度vE＝___m/s；

②小組成員量出FH間的距離為5.20cm，計算出打點計時器打下點G時的速度vG＝___m/s；

③利用g＝得出g＝_____m/s2；

④利用g＝得出g＝______m/s2。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】電路如圖所示，電源電動勢E＝28 V，內(nèi)阻r＝2 Ω，電阻R1＝12 Ω，R2＝R4＝4 Ω，R3＝8Ω，C為平行板電容器，其電容C＝3．0 pF，虛線到兩極板距離相等，極板長l＝0．20 m，兩極板的間距d＝1．0×10－2 m．

求：（1）若開關(guān)S處于斷開狀態(tài)，R3上的電壓是多少？

（2）當(dāng)開關(guān)閉合后，R3上的電壓會變化，那么電容器上的電壓等于多少？

（3）若開關(guān)S斷開時，有一帶電微粒沿虛線方向以v0＝2．0 m/s的初速度射入C的電場中，剛好沿虛線勻速運(yùn)動，問：當(dāng)開關(guān)S閉合后，此帶電微粒以相同初速度沿虛線方向射入C的電場中，能否從C的電場中射出？（要求寫出計算和分析過程，g取10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在寬度為L的條形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)電場，電場的方向平行于區(qū)域邊界。有一個帶電粒子（不計重力）從左側(cè)邊界上的A點，以初速度v0沿垂直于電場的方向射入電場，粒子從右側(cè)邊界射出時的速度大小為．（答案可用根號表示）

（1）求粒子從右側(cè)邊界射出時，沿電場方向位移的大小．．

（2）若帶電粒子的入射速度改為，求粒子從右側(cè)邊界射出時速度的大小．

（3）若帶電粒子的入射速度大小可以為任意值（遠(yuǎn)小于光速），求帶電粒子從右側(cè)邊界射出速度的最小值．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于質(zhì)能方程，下列哪些方法是正確的

A.質(zhì)量減少，能量就會增加，在一定條件下質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量

B.物體獲得一定的能量，它的質(zhì)量也相應(yīng)地增加一定值

C.物體一定有質(zhì)量，但不一定有能量，所以質(zhì)能方程僅是某種特殊條件下的數(shù)量關(guān)系

D.某一定量的質(zhì)量總是與一定量的能量相聯(lián)系的

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，長方體玻璃水槽中盛有NaCL的水溶液，在水槽左、右側(cè)壁內(nèi)側(cè)各裝一導(dǎo)體片，使溶液中通入沿x軸正向的電流I，沿y軸正向加恒定的勻強(qiáng)磁場B．圖中a、b是垂直于z軸方 向上水槽的前、后兩內(nèi)側(cè)面，則（ ）

A. a處電勢高于b處電勢

B. 溶液的上表面電勢高于下表面的電勢

C. a處離子濃度大于b處離子濃度

D. 溶液的上表面處的離子濃度大于下表面處的離子濃度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】A、B兩艘快艇在湖面上做勻速圓周運(yùn)動，在相同時間內(nèi)，它們的路程之比為4：3，運(yùn)動方向改變的角度之比為3：2，它們的向心加速度之比為（　�。�
A.1：2
B.2：1
C.4：2
D.3：4

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組欲較準(zhǔn)確的測量一電池組的電動勢和內(nèi)阻，給定的器材如下：

A．電流表G（滿偏電流10mA，內(nèi)阻10Ω）

B．電流表A（0～0．6A～3A，內(nèi)阻未知）

C．滑動變阻器R0（0～100Ω，1A）

D．定值電阻R（阻值990Ω）

E．多用電表F．開關(guān)與導(dǎo)線若干

（1）某同學(xué)首先用多用電表的直流10V擋粗略測量電池組的電動勢，電表指針如丁圖所示，則該電表讀數(shù)為 V．

（2）該同學(xué)再用提供的其他實驗器材，設(shè)計了如下圖甲所示的電路，請你按照電路圖在圖乙上完成實物連線

（3）圖丙為該同學(xué)根據(jù)上述設(shè)計的實驗電路利用測出的數(shù)據(jù)繪出的I1-I2圖線（I1為電流表G的示數(shù)，I2為電流表A的示數(shù)），則由圖線可以得到被測電池組的電動勢E= V，內(nèi)阻r= Ω（保留2位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小明同學(xué)用下列器材描繪額定電壓為3．0V的小燈泡伏安特性曲線（電壓變化要求從零開始），研究小燈泡實際電阻的阻值等問題。

A．電流表（0．6 A，內(nèi)阻約lΩ）

B．電壓表（3V，內(nèi)阻約1 kΩ）

C．滑動變阻器（10Ω，l A）

D．滑動變阻器（100Ω，3 A）

E．電源（4 V，內(nèi)阻不計）

（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的實驗儀器連成完整的實驗電路。

（2）在實驗中，為了操作方便且能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，滑動變阻器應(yīng)選用 。（填寫器材序號）

（3）開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于 端（填“a”或“b”）。

（4）閉合開關(guān)，變阻器的滑片向另一端移動，電壓表的示數(shù)逐漸增大，電流表指針卻幾乎不動，則電路的故障為____，（填選項前的字母）

A．小燈泡燈絲斷了

B．小燈泡被短接

C．滑動片接觸不好（斷路）

（5）排除故障后，小明完成了實驗，并由實驗數(shù)據(jù)畫出小燈泡I-U圖象如圖中實線所示。由圖可確定小燈泡在電壓為2．0 V時，小燈泡的電阻值為____Ω（保留兩位有效數(shù)字）。

（6）若I—U圖中的虛線I或Ⅱ表示小燈泡真實的伏安特性曲線，與實線相比，虛線____（填“I”或“Ⅱ”）才是真實的伏安特性曲線。

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