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(2017·北京大兴区高三统练)如图所示,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平...

(2017·北京大兴区高三统练)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=0.40 m。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×l04 N/C。现有一质量m=0.l0 kg,电荷量q=8.0×l0–5 C的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s=1.0 m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。试求此过程中取g=l0 m/s2):

(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)a=8 m/s2 vB=4.0 m/s (2)N=5.0 N (3)W电=0.32 J W摩=–0.72 J 【解析】(1)设带电体在水平桌面上运动的加速度大小为a 根据牛顿第二定律有qE=ma,解得a==8 m/s2 设带电体运动到B端的速度大小为vB,则vB2=2as,解得vB==4.0 m/s (2)设带电体运动到圆轨道B端时受到轨道的支持力为N,根据牛顿第二定律有 N–mg=,解得N=mg+=5.0 N 根据牛顿第三定律可知,带电体对圆轨道B端的压力大小N′=N=5.0 N (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=0.32 J 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 W电+W摩–mgR=0–,解得W摩=–0.72 J  
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考点分析:
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如图所示,在竖直放置的铅屏A的右表面上贴着射线放射源P,已知射线实质为高速电子流,放射源放出粒子的速度v0=1.0m/s。足够大的荧光屏M与铅屏A平行放置,相距d =0.02 m,其间有水平向左的匀强电场,电场强度大小E=2.5N/C。已知电子电量e=1.6C,电子质量取m=9.0kg。求:

(1)电子到达荧光屏M上的动能;

(2)荧光屏上的发光面积。

 

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如图所示,平行放置的金属板AB间电压为U0,中心各有一个小孔PQ,平行放置的金属板CD板长和板间距均为L,足够长的粒子接收屏MD板夹角为。现从P点处有质量为m、带电量为+q的粒子放出(粒子的初速度可忽略不计)。经加速后从Q点射出,贴着C板并平行C板射入CD电场(平行金属板外电场忽略不计,重力不计,

(1)粒子经加速后从Q点射出速度大小v;

(2)若在进入CD间电场好恰从D板边缘飞出,则CD间电压U1为多少?

(3)调节CD间电压(大小)使进入电场的粒子,不能打在粒子接收屏M上,则CD间电压U2的取值范围?

 

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一束初速度不计的电子在经U的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示。若板间距离d,板长l,偏转电极边缘到荧光屏的距离为L,偏转电场只存在于两个偏转电极之间。已知电子质量为m,电荷量为e,求:

(1)电子离开加速电场是的速度大小;

(2)电子经过偏转电场的时间;

(3)要使电子能从平行板间飞出,两个极板上最多能加多大电压?

(4)电子最远能够打到离荧光屏上中心O点多远处?

 

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如图所示,质量为m,电荷量为e的电子,从A点以速度v0垂直于电场方向射入一个电场强度为E的匀强电场中,从B点射出电场时的速度方向与电场线成120°角,电子重力不计。求:

(1)电子在电场中的加速度大小a及电子在B点的速度大小vB

(2)A、B两点间的电势差UAB

(3)电子从A运动到B的时间tAB

 

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(5分)某电视台娱乐节目,选手要从较高的平台上以水平速度跃出后,落在水平传送带上,已知平台与传送带高度差H=1.8 m,水池宽度x0=1.2 m,传送带A、B间的距离L0=20 m,由于传送带足够粗糙,假设人落到传送带上瞬间相对传送带静止,经过一个Δt=0.5 s反应时间后,立刻以a=2 m/s2恒定向右的加速度跑至传送带最右端

(1)若传送带静止,选手以v0=3 m/s的水平速度从平台跃出,求从开始跃出到跑至传送带右端经历的时间;

(2)若传送带以u=1 m/s的恒定速度向左运动,选手不从传送带左侧掉入水中,他从高台上跃出的水平速度v1至少多大?

 

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