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如图所示,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道...

如图所示,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径R=0.40m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1. 0×104N/C。现有一质量m=0.10kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s=1.0m的位置,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零。已知带电体所带电荷量q=8.0×10-5C,取g=10m/s2,求:

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(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小;

(2)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小;

(3)带电体沿圆弧形轨道运动过程中,电场力和摩擦力对带电体所做的功各是多少?

 

(1)(2)5N(3)0.32J,-0.72J 【解析】 试题分析:(1)根据牛顿第二定律有 qE=ma 得            (2分) 对带电体从A运动到B的过程,根据动能定理有 解得          (2分) (2)设带电体运动到圆轨道B端时受轨道的支持力为FN,有   (2分) 解得地面对带电体的支持力         (1分) 根据牛顿第三定律可知,带电体对圆弧轨道B端的压力大小 (1分) (3)因电场力做功与路径无关,所以带电体沿圆弧形轨道运动过程中, 电场力所做的功W电=qER=0.32J           (1分) 设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为W摩, 对此过程根据动能定理有               (2分) 解得 W摩=-0.72J           (1分) 考点:本题考查了动能定理和圆周运动知识的综合应用
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考点分析:
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匀强电场方向水平向右,带电小球由图示位置从静止开始释放。已知小球所受电场力大小等于重力大小,不考虑空气阻力,则(   )

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A.开始一段时间内小球可能做变速圆周运动

B.开始一段时间内小球可能做变速直线运动

C.整个运动过程中小球电势能与机械能之和一定不变

D.小球运动至左侧时最高点一定低于释放位置

 

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如图所示,在水平放置的光滑金属板中心正上方有一带正电的点电荷Q,另一表面绝缘、带正电的金属小球(可视为质点,且不影响原电场)以初速度v0自左向右运动,则在运动过程中,下列说法正确的是(    )

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A.小球先减速后加速运动

B.小球做匀速直线运动

C.小球受到的电场力对小球先做负功后做正功

D.小球受到的电场力对小球做功为零

 

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如图所示,两带电平行板A、B间的电场为匀强电场,场强E=4.0×102V/m,两板相距d=16cm,板长L=30cm。一带电量q=1.0×10-16C、质量m=1.0×10-22kg的粒子沿平行于板方向从两板的正中间射入电场后向着B板偏转,不计带电粒子所受重力,求:

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(1)粒子带何种电荷?

(2)要使粒子能飞出电场,粒子飞入电场时的速度v0至少为多大?

(3)粒子正好从B板右端飞出时的速度多大?

 

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如图所示的匀强电场中有a、b、c三点,ab与场强方向平行,bc与场强方向成60°,ab=4cm,bc=10cm,将一个带电量为+2×10-8C的电荷从a移到b时,电场力做功4×10-6J,求:

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(1)a、b两点的电势差;

(2)匀强电场的场强大小;

(3)a、c两点的电势差。

 

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有一个直流电动机,把它接入0.2V电压的电路时,电机不转,测得流过电动机的电流是0.4A;若把电动机接入2.0V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1.0A。求:

(1)电动机的内阻多大?

(2)电动机正常工作时的发热功率多大?

(3)正常工作时,电动机每分钟所做的机械功多大?

 

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