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如图(甲)所示,在场强大小为E、方向竖直向上的匀强电场中存在着一半径为R的圆形区...

如图(甲)所示,在场强大小为E、方向竖直向上的匀强电场中存在着一半径为R的圆形区域,O点为该圆形区域的圆心,A点是圆形区域的最低点,B点是圆形区域最右侧的点.在A点有放射源释放出初速度大小不同、方向均垂直于场强方向向右的正电荷,电荷的质量为m、电量为q,不计电荷重力、电荷之间的作用力.
(1)某电荷的运动轨迹和圆形区域的边缘交于P点,如图(甲)所示,∠POA=θ,求该电荷从A点出发时的速率.
(2)若在圆形区域的边缘有一接收屏CBD,如图(乙)所示,C、D分别为接收屏上最边缘的两点,∠COB=∠BOD=30°.求该屏上接收到的电荷的最大动能和最小动能.

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(1)电荷从A到P做类平抛运动,由牛顿第二定律求出加速度.电荷水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀加速直线运动,此电荷水平位移为Rsinθ,竖直位移为R-Rcosθ,由运动学公式和几何关系求出该电荷从A点出发时的速率. (2)当电荷打到C点时,电场力做功最大,电荷获得的动能最大,打在D点电场力最小,获得的动能最小,根据动能定理求解该屏上接收到的电荷的最大动能和最小动能. 【解析】 (1)电荷从A到P做类平抛运动,由牛顿第二定律得    a= 水平方向:Rsinθ=vt 竖直方向:R-Rcosθ= 联立解得, (2)由(1)得知,粒子从A点出发时的动能为Ek= 设经过P点时的动能为Ek,则有    qE(R-Rcosθ)= 解得,Ek= 当电荷打到C点时,电场力做功最大,电荷获得的动能最大,最大动能为EkC== 打在D点电场力最小,获得的动能最小,最小动能为EkD= 答:(1)该电荷从A点出发时的速率是 (2)该屏上接收到的电荷的最大动能和最小动能分别为大动能为和.
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考点分析:
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如图所示,质量为m、电荷量为+q的小球从距地面一定高度的O点,以初速度v沿着水平方向抛出,已知在小球运动的区域里,存在着一个与小球的初速度方向相反的匀强电场,如果测得小球落地时的速度方向恰好是竖直向下的,且已知小球飞行的水平距离为L,求:
(1)小球落地点A与抛出点O之间的电势差为多大?
(2)小球下落时的高度为多大?
(3)若小球与地面碰撞后再次落地时,落点距离A点2L处,求碰撞中损失的动能与碰前动能的比值?(已知碰撞中无电荷量的损失)

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某同学使用如下器材做“描绘小灯泡的伏  安特性曲线”的实验:
待测小灯泡(额定电压12V,工作时电阻为100Ω左右);
电源E(电动势为14V);
电压表V(量程为15V,内阻约为15kΩ);
电流表A(量程为100mA,内阻约为10Ω);
滑动变阻器(最大阻值为10Ω);单刀单掷开关;导线若干.
①请根据所选的实验电路图在实物图上连线.
②该同学描绘的小灯泡的伏安特性曲线如图所示,由图可求得小灯泡的额定功率为P=______W.(结果保留3位有效数字)
③根据小灯泡的伏安特性曲线,可确定小灯泡的功率P与U2和I2的关系,下列示意图中正确的是______
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④将被测小灯泡与一定值电阻R和电源串联成闭合电路.电源的电动势为15V,内阻为10Ω.现用一理想电压表测得小灯泡两端的电压为8.5V,则定值电阻R所消耗的电功率为______W.

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图为一正在测量中的多用电表表盘.
(1)如果是用×10Ω档测量电阻,则读数为______Ω.
(2)如果是用直流10mA档测量电流,则读数为______ mA.
(3)如果是用直流5V档测量电压,则读数为______ V.

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如图所示,一个带电油滴从O点以初速度v向右上方射入无限大的匀强电场E中,v的方向与E方向成α角.现测得油滴到达运动轨迹的最高点P时速度大小仍为v,则下列说法正确的是( )
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A.P点可能在O点的右上方
B.P点可能在O点的左上方
C.到达最高点P时,重力和电场力对油滴做功的功率都为0
D.从抛出到最高点的过程中,油滴电势能的减少量一定等于重力势能的增加量
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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