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如图所示,带正电的绝缘小滑块A,被长R=0.4m的绝缘细绳竖直悬挂,悬点O距水平...

如图所示,带正电的绝缘小滑块A,被长R=0.4m的绝缘细绳竖直悬挂,悬点O距水平地面的高度为3R;小滑块B不带电.位于O点正下方的地面上.长L=2R的绝缘水平传送带上表面距地面的高度h=2R,其左端与O点在同一竖直线上,右端的右侧空间有方向竖直向下的匀强电场.在O点与传送带之间有位置可调的固定钉子(图中未画出),当把A拉到水平位置由静止释放后,因钉子阻挡,细绳总会断裂,使得A能滑上传送带继续运动,若传送带逆时针匀速转动,A刚好能运动到传送带的右端.已知绝缘细绳能承受的最大拉力是A重力的5倍,A所受电场力大小与重力相等,重力加速度g=10ms2A.B均可视为质点,皮带传动轮半径很小,A不会因绳断裂而损失能量、也不会因摩擦而损失电荷量.试求:

(1)钉子距O点的距离的范围.

(2)若传送带以速度v0=5ms顺时针匀速转动,在A刚滑到传送带上时,B从静止开始向右做匀加速直线运动,当A刚落地时,B恰与A相碰.试求B做匀加速运动的加速度大小(结果可用根式表示)

 

(1)(2) 【解析】 试题 (1)在A运动到最低点的过程中,由机械能守恒定律,有:(2分) 得:(1分) A到最低点,绳子被挡住时,有:(1分) 当时,解得(1分) 故钉子距离O点的距离范围是:. (1分) (2)在A运动到传送带右端的过程中,因钉子挡绳不损失能量,有动能定理有: (2分) 解得:(1分) 因,所以A在传送带上将做加速运动,假设A一直加速,到右端的速度为, 由动能定理有:(1分) 解得:(1分) 因,假设成立,A一直做加速运动;因皮带传动轮半径很小,故A在传送带右端将以的初速度做类平抛运动 (1分) 对A:设在传送带上运动的时间为t1,类平抛运动的时间为t2, 有运动学规律传送带上:(1分) 类平抛运动(1分) (1分) (1分) 解得:,, 对B:设匀加速过程的加速度大小为,则有: 位移(1分) 解得(2分)
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如图所示,第一象限中有沿x轴的正方向的匀强电场,第二象限中有沿y轴负方向的匀强电场,两电场的电场强度大小相等.一个质量为m,电荷量为-q的带电质点以初速度v0x轴上P(L0)点射入第二象限,已知带电质点在第一和第二象限中都做直线运动,并且能够连续两次通过y轴上的同一个点Q(未画出),重力加速度g为已知量.求:

(1)初速度v0x轴正方向的夹角;

(2)PQ两点间的电势差UPQ

(3)带电质点在第一象限中运动所用的时间.

 

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如图所示,在竖直平面内xOy坐标系的第一、二象限内有沿x轴正方向的匀强电场,第三、四象限内有沿y轴负方向的匀强电场.长度为L的绝缘轻质细线一端固定在O点,另一端系质量为m、电荷量为+q的小球,小球恰能绕O点做完整的圆周运动.轨迹与y轴负半轴交于A点,距地面高度为L,重力加速度为g,四个象限内匀强电场的场强大小都是E=,不计阻力,运动过程中电荷量保持不变.

(1)求小球做圆周运动过程中的最小速度;

(2)小球运动到A点,剪断细线,求小球落地点与A点间的水平距离.

 

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如图所示,两平行金属板ABl=8 cm,两板间距离d=8 cmA板电势比B板电势高300 V,即UAB=300 V。一带正电的粒子所带电荷量q=10-10 C,质量m=1×10-20 kg,从R点沿电场中心线垂直电场线飞入电场,初速度v0=2×106 m/s,粒子飞出平行板电场后经过界面MNPS间的无电场区域后,进入固定在中心线上O点的点电荷Q形成的电场区域(界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响)。已知两界面MNPS相距L=12 cm,粒子穿过界面PS后被点电荷Q施加的电场力俘获,从而以O点为圆心做匀速圆周运动,最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏EF上(静电力常量k=9×109 N·m2/C2,粒子重力不计,tan 37°=tan 53°=)。求:

1)粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离h

2)粒子穿过界面MN时的速度v

3)粒子穿过界面PS时偏离中心线RO的距离Y

4)点电荷的电荷量Q(该小题结果保留1位有效数字)。

 

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某静电除尘设备集尘板的内壁带正电,设备中心位置有一个带负电的放电极,它们之间的电场线分布如图所示,虚线为某带电烟尘颗粒(重力不计)的运动轨迹,A、B是轨迹上的两点,C点与B点关于放电极对称,下列说法正确的是(  )

A.A点电势低于B点电势

B.A点电场强度小于C点电场强度

C.烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能

D.烟尘颗粒在A点的电势能小于在B点的电势能

 

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如图所示,带电荷量之比为qAqB=13的带电粒子AB以相等的速度v0从同一点出发,沿着跟电场强度垂直的方向射入平行板电容器中,分别打在CD点,若OCCD,忽略粒子重力的影响,则(  )

A.AB在电场中运动的时间之比为12

B.AB运动的加速度大小之比为41

C.AB的质量之比为112

D.AB的位移大小之比为11

 

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