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如图所示,ABCD是放在E=1.0×103V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑竖直轨...

如图所示,ABCD是放在E=1.0×103V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑竖直轨道,BCD是直径为20cm的半圆环,AB=15cm,一质量为10g,带电量1.0×10-4C的小球由静止在电场力作用下自A点沿轨道运动,求:
(1)它运动到C点速度多大?此时对轨道的压力多大?
(2)要使小球运动到D点,小球开始运动的位置A’至少离B点多远?

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(1)对A到C点的过程运用动能定理,求出C点的速度,根据径向的合力提供向心力,求出轨道对球的弹力,从而得知球对轨道的压力. (2)小球通过最高点速度最小时,轨道对小球的弹力为零,根据牛顿第二定律求出最小速度,再根据动能定理求出A′B的距离. 【解析】 (1)小球从A经B到C的过程中,电场力做功,克服重力做功,根据动能定理得: 代入数据,解得. 根据牛顿第二定律: 则 根据牛顿第三定律小球对轨边C点的压力为O.4N 答:小球运动到C点的速度为. (2)小球能通过最高点的最小速度vD,这时轨道对小球的压力为零,由牛顿第二定律得 解得 由动能定理得: 解得:sA′B=0.25m. 答:小球开始运动的位置A’至少离B点0.25m.
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考点分析:
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(1)调节两金属板间的电势差U,当u=U时,使得某个质量为ml的油滴恰好做匀速运动.该油滴所带电荷量q为多少?
(2)若油滴进入电场时的速度可以忽略,当两金属板间的电势差u=U时,观察到某个质量为m2的油滴进入电场后做匀加速运动,经过时间t运动到下极板,求此油滴所带电荷量Q.

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B.8V
C.12V
D.24V
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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