分析 (1)油滴受重力和向上的電場力,做類似平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律列式求解加速度,根據(jù)分運(yùn)動(dòng)公式列式求解分速度后合成得到合速度;
(2)粒子先在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng),在MN、PS間做勻速直線運(yùn)動(dòng),加入Q后,做勻速圓周運(yùn)動(dòng),類平拋運(yùn)動(dòng)的末速度的反向延長線與水平分位移的交點(diǎn)為水平分位移的中點(diǎn),可以作圖結(jié)合幾何關(guān)系分析軌跡與PS的交點(diǎn);
(3)粒子穿過界面PS后將繞電荷Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng),庫侖力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律列式求解電荷量.
解答 解:(1)由mg-q$\frac{{U}_{AB}}be7syxl$=ma,有:a=1.5m/s2;
水平分運(yùn)動(dòng),有:t1=$\frac{L}{{v}_{1}}$=$\frac{0.08}{0.4}s=0.2s$;
對于豎直分運(yùn)動(dòng),有:vy=at1=0.3m/s;
故合速度:v=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{y}^{2}}=0.5m/s$;
(2)類平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分位移大小為:y=$\frac{1}{2}a{t}_{1}^{2}$=0.03m;
粒子在離開MN后,由于mg=qE,故粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng),有三角形相似,有:
$\frac{{\frac{1}{2}L}}{{\frac{1}{2}L+12cm}}=\frac{y}{Y}$
解得:Y=4y=12cm;
(3)由mg=qE得,粒子受到的合外力:${F_合}=k\frac{Qq}{r^2}$;
粒子所受合外力恰好提供向心力,故Q帶正電荷,根據(jù)幾何關(guān)系可知半徑:r=0.15m;
由$k\frac{Qq}{r^2}=m\frac{v_合^2}{r}$,解得:Q=$\frac{25}{6}×1{0}^{-9}C$;
答:(1)油滴到達(dá)界面MN時(shí)速度v的大小為0.5m/s;
(2)到達(dá)PS界面時(shí)離D點(diǎn)的距離Y為12cm;
(3)Q帶正電荷,電荷量為$\frac{25}{6}×1{0}^{-9}C$.
點(diǎn)評 本題是類平拋運(yùn)動(dòng)與勻速圓周運(yùn)動(dòng)的綜合,分析粒子的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況是基礎(chǔ).難點(diǎn)是運(yùn)用幾何知識研究圓周運(yùn)動(dòng)的半徑.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | (6+$\sqrt{3}$)V | B. | (4+$\sqrt{3}$)V | C. | (6+$\frac{4}{3}$$\sqrt{3}$)V | D. | 6V |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | O點(diǎn)電場強(qiáng)度大小為$\frac{\sqrt{3}kQ}{{R}^{2}}$,方向由O指向D | |
B. | O點(diǎn)電場強(qiáng)度大小為$\frac{kQ}{{R}^{2}}$,方向由O指向D | |
C. | A、C兩點(diǎn)的電勢關(guān)系是φA=φC | |
D. | A、C兩點(diǎn)的電勢關(guān)系是φA<φC |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | O點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零 | |
B. | H點(diǎn)的場強(qiáng)為$\frac{kQ}{{a}^{2}}$,方向沿y軸正方向 | |
C. | H點(diǎn)的場強(qiáng)為$\frac{3kQ}{4{a}^{2}}$,方向沿y軸正方向 | |
D. | 從O點(diǎn)起,沿y軸負(fù)方向移動(dòng)一正試探電荷,正試探電荷的電勢能減小 |
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