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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=1.0×104 N/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q=8.0×105C,取g=10m/s2,求:

(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 )8m/s2;4m/s;( 2 )5N;( 3 )0.32J;﹣0.72J 【解析】试题分析:(1)根据牛顿第二定律求出带电体运动的加速度,根据运动学公式求出B点的速度大小,(2)在B点靠重力和支持力提供圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律求出支持力的大小,从而根据牛顿第三定律,得出带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力.(3)从B点到C点有电场力、重力、摩擦力做功,根据动能定理求出摩擦力做的功. (1)设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a 根据牛顿第二定律有:qE=ma 解得: 设带电体运动到B端的速度大小为 由运动学公式得: 解得: (2)设带电体运动到圆轨道B端时受轨道的支持力为N 根据牛顿第二定律有: 解得:N=5N 根据牛顿第三定律可知,带电体对圆弧轨道B端的压力大小为: 方向:竖直向下 (3)因电场力做功与路径无关 则带电体沿圆弧形轨道运动过程中,电场力所做的功为 设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为 对此过程根据动能定理有: 解得:
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如图所示的匀强电场中,有a、b两点,ab=3cm,bc=6cm,其中ab沿电场方向,bc和电场方向成60°角,一个电荷量q=4×108C的正电荷从a移到b电场力做功W1=1.2×107J,求:

(1)匀强电场的场强E;

(2)b、c两点的电势差Ubc

 

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如图,一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子在匀强电场中运动,A、B为其运动轨迹上的两点.已知该粒子在A点的速度大小为v0,方向与电场方向的夹角为60°;它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°.不计重力.求A、B两点间的电势差.

 

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如图,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B,当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上,A处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2,θ分别为30°和45°,则 =_____

 

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为观察电荷在导体上的分布规律,将一个大的导体安放在绝缘支架上,并使导体带上负电荷,如图所示.用带绝缘柄的小验电球P 接触导体上的各点,再与不带电的验电器接触,通过验电器金箔片的张角判断各点的带电情况.主要实验步骤如下:

用P 接触导体上的A 点,再与不带电的验电器接触,发现验电器的金箔片张角较小;

用P 接触导体上的B 点,再与不带电的验电器接触,发现验电器的金箔片张角较大:

用P 与导体的尖端C 点接触,再与不带电的验电器接触,发现验电器的金箔张角最大.由此可以确定:

(1)电荷在导体表面的分布是_____(选填“均匀”或“不均匀”) 的.突出的位置,电荷比较_____;平坦的位置,电荷比较_____(选填“密集”或”稀疏”)

(2)比较导体外A、B、C 三点附近电场强度的大小,其中电场强度最大的是_____点附近;电场强度最小的是_____点附近.(选填“A”、“B”或“C”)

 

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电荷量为1.0×102C的带正电粒子,仅受电场力的作用下先后经过A、B两点.粒子飞经A点时动能为10J,飞经B点时动能为4J,则带电粒子从A点到B点过程中电势能增加了_____J,AB两点电势差为_____V.

 

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