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如图所示,光滑绝缘的水平面与半径为R的绝缘圆弧轨道相切于点B,O点为光滑圆弧轨道...

如图所示,光滑绝缘的水平面与半径为R绝缘圆弧轨道相切于点BO点为光滑圆弧轨道的圆心,且在B点的正上方,光滑圆弧轨道在竖直平面内,整个空间内有水平向右的匀强电场.现将一质量为m、电荷量为q的带电小球从距离B处的位置A由静止释放,小球恰好能运动到圆弧轨道高度的一半位置处,已知重力加速度为g

1)求匀强电场的电场强度为多大?

2)要使小球能运动到C,应从距离B点多远的位置由静止释放小球?

3)若使小球从C点由静止释放,则小球运动到B点时对轨道的压力为多大?

 

(1)(2)R(3)(4-)mg 【解析】 (1)根据题意可知,小球从A点由静止释放运动到圆弧轨道的高度的过程中,沿电场方向的位移为 x=+R=R 此过程由动能定理可得 Eqx-mg×=0 联立解得 E= (2)设小球释放点距B点的距离为x′,小球从释放点运动到C点的过程中,由动能定理可得 Eq(x′+R)-mgR=0 解得 x′=R (3)在小球从C点由静止释放运动到B点的过程中,由动能定理可得 mgR-qER=mv2-0 在最低点由牛顿第二定律可得 FN-mg= 联立可得 FN=(4-)mg 由牛顿第三定律可得小球在B点时对轨道的压力为 F′N=FN=(4-)mg  
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考点分析:
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如图所示,均可视为质点的三个物体ABC在倾角为的光滑斜面上,AB紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上,质量分别为mA0.43kgmB0.20kgmC0.50kg,其中A不带电,BC的电量分别为qB=+2×105CqC=+7×105C且保持不变,开始时三个物体均能保持静止.现给A施加一平行于斜面向上的力F,使A做加速度a2.0m/s2的匀加速直线运动,经过时间t,力F变为恒力.已知静电力常量k9.0×109 N·m2/C2g10m/s2求:

1)开始时BC间的距离L

2F从变力到恒力需要的时间t

3)在时间t内,力F做功WF2.31J,求系统电势能的变化量ΔEp

 

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离子陷阱是一种利用电场或磁场将离子俘获并囚禁在一定范围内的装置.如图所示为最常见的四极离子陷阱的俯视示意图,四根平行细杆与直流电压和叠加的射频电压相连,相当于四个电极,相对的电极带等量同种电荷,相邻的电极带等量异种电荷.在垂直于四根杆的平面内四根杆的连线是一个正方形abcdACac连线上的两点,BDbd连线上的两点,ACBD到正方形中心O的距离相等.则下列判断正确的是(  )

A.D点的电场强度为零

B.ABCD四点电场强度相等

C.A点电势比B点电势高

D.O点的电场强度为零

 

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如图所示,固定一负电小球a的绝缘支架放在电子秤上,此时电子秤示数为F.现将带负电的另一小球b移至距离小球a正上方L时,电子秤示数为F1,若只将小球b的电性改为正电荷,电子秤示数为F2,则

A.F1F2

B.F1F2F

C.若小球b带负电,L增大,则F1也增大

D.若小球b带正电,L减小,则F2也减小

 

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如图所示的实验装置为库仑扭秤细银丝的下端悬挂一根绝缘棒棒的一端是一个带电的金属小球A另一端有一个不带电的球BBA所受的重力平衡当把另一个带电的金属球C插于容器并使它靠近AAC之间的作用力使悬丝扭转通过悬丝扭转的角度可以比较出力的大小便可找到力F与距离r和电荷量q的关系这一实验中用到了下列哪些方法

A.微小量放大法 B.控制变量法 C.极限法 D.逐差法

 

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如图所示为静电力演示仪,两金属极板分别固定于绝缘支架上,且正对平行放置.工作时两板分别接高压直流电源的正负极,表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在金属极板中间,则

A.乒乓球的左侧感应出负电荷

B.乒乓球受到扰动后,会被吸在左极板上

C.乒乓球共受到电场力,重力和库仑力三个力的作用

D.用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触,放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞

 

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