【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)固定的圓形絕緣軌道的圓心為、半徑為,內(nèi)壁光滑,、兩點分別是圓弧的最低點和最高點.該區(qū)間存在方向水平向右的勻強電場,一質(zhì)量為、帶負電的小球在軌道內(nèi)側(cè)做完整的圓周運動(電荷量不變),經(jīng)過點時速度最大,、連線與豎直方向的夾角,重力加速度為.求:
()求小球所受到的電場力大;
()小球在點速度多大時,小球經(jīng)點時對圓軌道的壓力最小?
【答案】(1)(2)
【解析】試題分析:(1)已知帶電小球在光滑的豎直圓軌道內(nèi)做完整的圓周運動,經(jīng)C點時速度最大,因此,C點是豎直面內(nèi)圓周運動的物理“最低點”,也就是小球在C點受力情況滿足合外力完全充當(dāng)向心力,如圖
滿足
因此電場力即
(2)小球在軌道最高點B時的受力情況如圖所示,
討論:①若在B點時軌道對小球的壓力最小等于零.半徑方向的合外力為重力mg,在B點,根據(jù)圓周運動的條件可獲得,;得:①
②若小球在D點時的軌道對小球的壓力最小等于零
則D到B的過程中,重力和電場力做功:得:,
代入數(shù)據(jù)解得:②
根據(jù)①②兩種情況的討論可知,小球在B點的最小速度為,小球從A到B過程中,只有電場力和重力做了功,又知A.B兩點在同一等勢面上,該過程電場力做功為0,根據(jù)動能定理可得:③,聯(lián)立以上②③兩式可得
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【題目】某中學(xué)物理學(xué)習(xí)興趣小組做“測定電源電動勢和內(nèi)阻”的實驗,他們分別測了兩個電源的電動勢和內(nèi)阻,并利用所測數(shù)據(jù)繪出兩電源的U-I圖象分別如圖中①②所示,則( )
A. 電源①的電動勢比電源②的大
B. 電源①的內(nèi)阻比電源②的小
C. 當(dāng)外接相同的電阻時,兩電源的輸出功率可能相等
D. 當(dāng)外接相同電阻時,電源①的輸出功率一定比電源②的輸出功率大
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【題目】下述說法正確的是( )
A. 在同一等勢面上移動電荷,電場力不作功
B. 等勢面上各點場強大小一定相等
C. 電場中電勢高處,電荷的電勢能就大
D. 電場強度大處,電荷的電勢能就大
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【題目】(多選)如圖所示,氕、氘、氚的原子核自初速度為零經(jīng)同一電場加速后,又經(jīng)同一勻強電場偏轉(zhuǎn),最后打在熒光屏上,那么( )
A.經(jīng)過加速電場的過程中,靜電力對氚核做的功最多
B.經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場的過程中,靜電力對三種核做的功一樣多
C.三種原子核打在屏上的速度一樣大
D.三種原子核都打在屏的同一位置上
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【題目】已知半徑一定的小球在空中下落過程中受到的空氣阻力f正比于運動速率v,即滿足f=kv。比例系數(shù)k只與小球半徑和空氣密度有關(guān),F(xiàn)將半徑相同的實心鐵球和實心塑料球在空中由靜止開始下落,小球下落過程中的加速度與速度關(guān)系圖象如圖所示,已知空氣密度均勻。則下列說法中正確的是
A. 鐵球?qū)?yīng)于圖中的a0值較大
B. 鐵球在圖中的vm值較大
C. 兩球從開始下落至下落同樣高度,鐵球所用時間較長
D. 鐵球從開始下落至速度達到鐵球所對應(yīng)的vm位移較大
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【題目】如圖所示,一理想變壓器原線圈接入一交流電源,副線圈電路中均為固定電阻,開關(guān)S是閉合的.和為理想電壓表,讀數(shù)分別為和;和為理想電流表,讀數(shù)分別為和.現(xiàn)斷開S,數(shù)值不變,下列推斷中正確的是( )
A. 變小、變小 B. 不變、變大
C. 變小、變小 D. 變大、變大
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【題目】如圖所示,理想變壓器原線圈接在交流電源上,圖中各電表均為理想電表,下列說法正確的是( )
A.當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時,R1消耗的功率變大
B.當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時,電壓表V示數(shù)變大
C.當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時,電流表A1示數(shù)變小
D.若閉合開關(guān)S,則電流表A1示數(shù)變大,A2示數(shù)變大
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【題目】如圖所示為回旋加速器的示意圖。兩個靠得很近的D形金屬盒處在與盒面垂直的勻強磁場中,一質(zhì)子從加速器的A處開始加速。已知D型盒的半徑為R,磁場的磁感應(yīng)強度為B,高頻交變電源的電壓為U、頻率為f,質(zhì)子質(zhì)量為m,電荷量為q.下列說法錯誤的是( )
A. 質(zhì)子的最大速度不超過2πRf
B. 質(zhì)子的最大動能為
C. 增大B,并適當(dāng)增大f,可增大質(zhì)子的最大速度
D. 電壓U越大,質(zhì)子的最大動能越大
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【題目】如圖中虛線為勻強電場中與場強方向垂直的等間距平行直線,兩粒子M、N質(zhì)量相等,所帶電荷的絕對值也相等.現(xiàn)將M、N從虛線上的O點以相同速率射出,兩粒子在電場中運動的軌跡分別如圖中兩條實線所示.點a、b、c為實線與虛線的交點,已知O點電勢高于c點電勢.若不計重力,則( )
A. M帶負電荷,N帶正電荷
B. N在a點的速度與M在c點的速度大小相同
C. N在從O點運動至a點的過程中克服電場力做功
D. M在從O點運動至b點的過程中,電場力對它做的功等于零
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