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如图所示,在E=103 V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放...

如图所示,在E=103 V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R=40 cm,一带正电荷q=104 C的小滑块质量为m=40 g,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10 m/s2,问:

(1)要小滑块恰好运动到圆轨道的最高点C,滑块应在水平轨道上离N点多远处释放?

(2)这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是多大?(P为半圆轨道中点)

(3)小滑块经过C点后最后落地,落地点离N点的距离多大?

 

(1)v=2 m/s,L=20 m (2)1.5N (3)0.6m 【解析】 (1)在复合场中圆的最高点不再是没有电场时的最高点了,要使物体做圆周运动,则物体受到的电场力和重力刚好充当向心力,圆环对物体没有力的作用,即,解得此时重力与电场力的合力方向与竖直方向夹角为37°,设滑块应在水平轨道上离N点x处释放,过程中重力,摩擦力做负功,电场力做正功,所以可得,解得x=2.09m, (2)设在P点时的速度为,则,根据牛顿第二定律可得,联立两式解得N=2.4N  
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考点分析:
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如图(a)所示,AB为两块平行金属板,极板间电压为UAB=1125V,板中央有小孔OO′.现有足够多的电子源源不断地从小孔O由静止进入AB之间.在B板右侧,平行金属板MNL1=4×10-2m,板间距离d=4×10-3m,在距离MN右侧边缘L2=0.1m处有一荧光屏P,当MN之间未加电压时电子沿M板的下边沿穿过,打在荧光屏上的O″并发出荧光.现给金属板MN之间加一个如图(b)所示的变化电压u1,除了t=0.4n s  (n =123…)时刻, N板电势均高于M板.已知电子质量为me9.0×10−31kg,电量为e=1.6×10-19C

(1)每个电子从B板上的小孔O′射出时的速度多大?

(2)打在荧光屏上的电子范围是多少?

(3)打在荧光屏上的电子的最大动能是多少?

 

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如图所示为研究电子枪中电子在恒定电场中运动的简化模型示意图.在xOy  平面的第一象限,存在以x轴、y轴及双曲线的一段(0≤x≤L,0≤y≤L)为边界的匀强电场区域I,电场强度为E;在第二象限存在以(-2L≤x≤0,0≤y≤L)为边界的匀强电场区域Ⅱ.一电子(电荷量大小为e,质量为m,不计重力)从电场I的边界B点处由静止释放,恰好从N点离开电场区域Ⅱ.求:

(1)电子通过C点时的速度大小;   

(2)电场区域Ⅱ中的电场强度的大小;

(3)试证明:从AB曲线上的任一位置由静止释放的电子都能从N点离开电场.

 

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如图所示,在光滑的水平桌面上,水平放置的粗糙直线轨道AB与水平放置的光滑圆弧轨道BCD相切于B点,整个轨道位于水平桌面内,圆心角∠BOC37°,线段OC垂直于OD,圆弧轨道半径为R,直线轨道AB长为L5R。整个轨道处于电场强度为E的匀强电场中,电场强度方向平行于水平桌面所在的平面且垂直于直线OD。现有一个质量为m、带电荷量为+q的小物块PA点无初速度释放,小物块PAB之间的动摩擦因数μ0.25,取sin 37°0.6cos 37°0.8,忽略空气阻力。求:

(1)小物块第一次通过C点时对轨道的压力大小;

(2)小物块第一次通过D点后离开D点的最大距离;

(3)小物块在直线轨道AB上运动的总路程。

 

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如图所示,在足够高的竖版绝缘挡板上A点,以水平速度向左抛出一个质为m,电街最为+q的小球,由于空间存在水平向右、场强大小为E的匀强电场.小球抛出后经过一段时间将再次到达墙面上的B点,重力加速度为g.求在此过程中:

(1)小球水平方向的速度为零时到板面的距离;

(2)板上A、B两点间的距离;

(3)小球的最小速度.

 

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如图,AB是位于竖直平面内、半径=0.5 m的1/4圆弧形的光滑绝缘轨道,其下端点B与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度E=5×103N/C.今有一质量为m=0.1 kg、带电荷量q=+8×10-5C的小滑块(可视为质点)从A点由静止释放.若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数=0.05,取g=10 m/s2,求:

(1)小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B时对B点的压力

(2)小滑块在水平轨道上通过的总路程

 

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