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(10分)如图15所示,一根长
L
="2" m的绝缘细管AB被置于匀强电场
E
中,其A.B两端正好处于电场的左右边界上,倾角α=37°,电场强度
E
=10
3
V/m,方向竖直向下,管内有一个带负电的小球,质量
m
=10
-4
kg,电荷量
q
=2×10
-6
C,从A点由静止开始运动,已知小球与管壁的动摩擦因数为0.5,求:
(1)小球运动过程中所受的摩擦力的大小;
(2)则小球从B点射出时的速度。(取g="10" m/s
2
;sin37°=0.6,cos37°=0.8)
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(1)4×10
-4
N (2)2
m/s
略
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质子和α粒子由静止开始在同一电场中加速,此后垂直电场方向进入同一电场偏转,离开偏转场后打在荧光屏上,下列说法正确的是( )
A.到达荧光屏的位置相同
B.到达荧光屏的时间相同
C.到达荧光屏时的动能相同
D.到达荧光屏时的速度相同
(12分)质量为m、带电量为+q的小球在
O
点以初速度
并与水平方向成
θ
角射出,如图所示。不计小球运动过程的阻力,重力加速度为
g
,试求:
(1)若加上大小一定、方向向左的匀强电场,能保证小球沿
方向做直线运动,经过多长时间小球返回
O
点?
(2)若在某方向加上一定大小的匀强电场后,仍保证小球沿
方向做直线运动,所加匀强电场场强的最小值是多少?
如图所示,空间存在竖直向下的匀强电场,电场强度E大小为2.0×10
2
V/m。现有质量m=1.0kg,带电量大小为q=+3.0×10
-2
C的小球,从高为H=8.0m的水平桌面边缘处以速度V
0
=10.0m/s水平飞出。(g=10m/s
2
)
求:(1)小球落地点与桌面的水平距离S。
(2)小球落地时的动能。
(12分) 如图所示
,在竖直向下的匀强电场中,一个质量为
m
带负电的小球从斜轨道上的
A
点由静止滑下,小球通过半径为
R
的圆轨道顶端的
B
点时恰好不落下来。已知轨道是光滑而又绝缘的,且小球的重力是它所受的电场力2倍。求:
(1)
A
点在斜轨道上的高度
h
为多少?
(2)小球运动到最低点时的最小压力为多少?
(16分)制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为
的两平行极板,如图甲所示,加在极板A、B间的电压
作周期性变化,其正向电压为
,反向电压为
,
电压变化的周期为2r,如图乙所示.在t=0时,极板B附近的一个电子,质量为m、电荷量为e,受电场作用由静止开始运动.若整个运动过程中,电子未碰到极板A,且不考虑重力作用.
(1)若
,电子在0—2r时间内不能到达极板
,求
应满足的条件;
(2)若电子在
时间内未碰到极板B,求此运动过程中电子速度
随时间t变化的关系;
(3)若电子在第
个周期内的位移为零,求k的值。
如图所示,在光滑绝缘的水平面上,有一静止在A点质量为
带负电的小球。现加一水平方向的匀强电场使小球由A点运动到B点,电场力做功为W=0.2J,已知AB两点间距离为L=0.1m,电势差为
。
(1)判断匀强电场的场强方向并计算电场强度E的大小和小球的电量q;
(2)计算小球运动的加速度的大小和到达B点时的速率v。
如图1-4-20所示,在场强
E
=10
4
N/C的水平匀强电场中,有一根长
L
=15 cm的细线,一端固定在
O
点,另一端系一个质量
m
=3 g,带电荷量
q
=2×10
-6 C
的小球,当细线处于水平位置时,小球从静止开始释放,则小球到达最低点
B
时的速度是多大.
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