6.(2010北京崇文二模)如图所示,在绝缘的水平面上,相隔2L的,4B两点固定有两个电量均为Q的正点电荷,G、O、D是AB连线上的三个点,O为连线的中点,CO=OD=。一质量为m、电量为q的带电物块以初速度v0从c点出发沿AB连线向B运动,运动过程中物块受到大小恒定的阻力作用,但在速度为零时,阻力也为零。当物块运动到O点时,物块的动能为初动能的n倍,到达D点刚好速度为零,然后返回做往复运动,直至最后静止在O点。已知静电力恒量为k,求:

  (1)AB两处的点电荷在c点产生的电场强度的大小;

  (2)物块在运动中受到的阻力的大小;

  (3)带电物块在电场中运动的总路程。

   解:(1)设两个正点电荷在电场中C点的场强分别为E1和E2,在C点的合场强为EC

                                          

                                     

                                    

                                     

  (2)带电物块从C点运动到D点的过程中,先加速后减速。AB连线上对称点

,电场力对带电物块做功为零。设物块受到的阻力为由动能定理

                                 

                                     

  (3)设带电物块从C到O点电场力做功为W,电动能定理

                       

                

设带电物块在电场中运动的总路程为S,由动能定理

               

                    

23.(安徽卷)如图,ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB段是水平的,BD段为半径R=0.2m的半圆,两段轨道相切于B点,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大小E=5.0×103V/m。一不带电的绝缘小球甲,以速度υ0沿水平轨道向右运动,与静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞。已知甲、乙两球的质量均为m=1.0×10-2kg,乙所带电荷量q=2.0×10-5C,g取10m/s2。(水平轨道足够长,甲、乙两球可视为质点,整个运动过程无电荷转移)

(1) 甲乙两球碰撞后,乙恰能通过轨道的最高点D,求乙在轨道上的首次落点到B点的距离;

(2)在满足(1)的条件下。求的甲的速度υ0

(3)若甲仍以速度υ0向右运动,增大甲的质量,保持乙的质量不变,求乙在轨道上的首次落点到B点的距离范围。

答案:(1)0.4m   (2)   (3)

解析:

(1)在乙恰好能通过轨道的最高点的情况下,设乙到达最高点的速度为,乙离开D点达到水平轨道的时间为t,乙的落点到B点的距离为,则

                   ①

                 ②

                       ③

联立①②③得:               ④

(2)设碰撞后甲、乙的速度分别为,根据动量守恒和机械能守恒定律有:

                   ⑤

               ⑥

联立⑤⑥得:                 ⑦

由动能定理得:  ⑧

联立①⑦⑧得:      ⑨

(3)设甲的质量为M,碰撞后甲、乙的速度分别为,根据动量守恒和机械能守恒定律有:

                   (10)

               (11)

联立(10)(11)得:            (12)

由(12)和,可得:         (13)

设乙球过D点的速度为,由动能定理得

            (14)

联立⑨(13)(14)得:          (15)

设乙在水平轨道上的落点到B点的距离为,则有

                          (16)

联立②(15)(16)得:

22.(安徽卷)如图1所示,宽度为的竖直狭长区域内(边界为),存在垂

直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图2所示),电场强度的大小为表示电场方向竖直向上。时,一带正电、质量为的微粒从左边界上的点以水平速度射入该区域,沿直线运动到点后,做一次完整的圆周运动,再沿直线运动到右边界上的点。为线段的中点,重力加速度为g。上述为已知量。

  

(1)求微粒所带电荷量和磁感应强度的大小;

(2)求电场变化的周期

(3)改变宽度,使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域,求的最小值。

解析:

(1)微粒作直线运动,则

                ①

微粒作圆周运动,则          ②

联立①②得

                    ③

                    ④

(2)设粒子从N1运动到Q的时间为t1,作圆周运动的周期为t2,则

                     ⑤

                   ⑥

                    ⑦

联立③④⑤⑥⑦得

                   ⑧

电场变化的周期

                 ⑨

(3)若粒子能完成题述的运动过程,要求

      d≥2R                   (10)

联立③④⑥得

                        (11)

设N1Q段直线运动的最短时间为tmin,由⑤(10)(11)得

         

因t2不变,T的最小值

 0  352279  352287  352293  352297  352303  352305  352309  352315  352317  352323  352329  352333  352335  352339  352345  352347  352353  352357  352359  352363  352365  352369  352371  352373  352374  352375  352377  352378  352379  352381  352383  352387  352389  352393  352395  352399  352405  352407  352413  352417  352419  352423  352429  352435  352437  352443  352447  352449  352455  352459  352465  352473  447090 

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