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如圖所示,絕緣光滑水平軌道AB的B端與處于豎直平面內的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接,圓弧的半徑R=0.40m。在軌道所在空間存在水平向右的勻強電場,電場強度E=1.0×104N/C,F有一質量m=0.10kg的帶電體(可視為質點)放在水平軌道上與B端距離s=1.0m的位置,由于受到電場力的作用帶電體由靜止開始運動,當運動到圓弧形軌道的C端時,速度恰好為零。已知帶電體所帶電荷量q=8.0×10-5C,取g=10m/s2,求:

(1)帶電體在水平軌道上運動的加速度大小及運動到B端時的速度大小;

(2)帶電體運動到圓弧形軌道的B端時對圓弧軌道的壓力大;

(3)帶電體沿圓弧形軌道從B端運動到C端的過程中,摩擦力做的功。

(1)(2)(3)


解析:

(1)設帶電體在水平軌道上運動的加速度大小為a,由牛頓第二定律(1分)

解得    ……………(1分)

設帶電體運動到B端的速度大小為,則   ……(1分)

解得    ……………(1分)

(2)設帶電體運動到圓軌道B端時受軌道的支持力為FN,根據牛頓第二定律…(2分)

解得    =5.0N……………(1分)

根據牛頓第三定律可知,帶電體對圓弧軌道B端的壓力大小……(1分)

(3)設帶電體沿圓弧形軌道運動過程中摩擦力所做的功為,根據動能定理

…………………(2分)

因電場力做功與路徑無關,所以帶電體沿圓弧形軌道運動過程中,電場力所做的功

…(1分)

聯立解得…………(1分)

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在光滑絕緣的水平直軌道上有兩個帶電小球a和b,a球質量為2m、帶電量為+q,b球質量為m、帶電量為+2q,兩球相距較遠且相向運動.某時刻a、b球的速度大小依次為v和1.5v,由于靜電斥力的作用,它們不會相碰.則下列敘述正確的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,在光滑絕緣的水平直軌道上有兩個帶電小球a和b,a球質量為2m、帶電量為+q,b球質量為m、帶電量為+2q,兩球從相距較遠處(無相互作用力)相向運動,某時刻a、b球的速度大小依次為v和1.5v,由于靜電斥力的作用,它們不會相碰,則下列敘述正確的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?翠屏區模擬)如圖所示,在光滑絕緣的水平臺面上,存在平行于水平面向右的勻強電場,電場強度為E.水平臺面上放置兩個靜止的小球A和B(均可看作質點),兩小球質量均為m,A球帶電荷量為+Q,B球不帶電,A、B連線與電場線平行.開始時兩球相距L,在電場力作用下,A球開始運動(此時為計時零點,即t=0),后與B球發生對心碰撞,碰撞過程中A、B兩球總動能無損失,設在各次碰撞過程中,A、B兩球間無電量轉移,且不考慮兩球碰撞時間及兩球間的萬有引力,試求:
(1)第一次碰撞結束瞬間A、B兩球的速度各為多大?
(2)從計時零點到即將發生第三次碰撞時所經歷的總時間為多少?
(3)若要求A在運動過程中對桌面始終無壓力且剛好不離開水平桌面(v=0時刻除外),可以在水平面內加一與電場正交的磁場.請寫出磁場B(t)與時間t的函數關系.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,由光滑硬導線制成并連接在一起的圓線圈c和線框d被固定在豎直平面內,線圈c所圍面積為S,其中的磁場從圖中看垂直于紙面向里,磁感應強度為.被一豎直絕緣線懸吊起來的水平直導線ef的長工為L,質量為m,與線框d接觸良好.ef處在一個垂直于紙面向外的勻強磁場中,磁感應強度為.整個裝置的總電阻為R.當發生變化,并且(變化率)為某一定值時絕緣線對ef的拉力恰好為零.在這種情況下:

(1)問是增強還是在減弱.

(2)求等于什么?

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科目:高中物理 來源:2014屆黑龍江哈爾濱第六中學高二下學期期中考試物理試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,在光滑絕緣的水平直軌道上有兩個帶電小球aba球質量為2m、帶電量為+q,b球質量為m、帶電量為+2q,兩球相距較遠且相向運動。某時刻a、b球的速度大小依次為v和1.5v,由于靜電斥力的作用,它們不會相碰。則下列敘述正確的是(   )

A.兩球相距最近時,速度大小相等、方向相反

B.a球和b球所受的靜電斥力對兩球始終做負功

C.a球一直沿原方向運動,b球要反向運動

D.a、b兩球都要反向運動,但b球先反向

 

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