题目内容

(12分)如图所示,在E=1103V/m的竖直匀强电场中,有一光滑的半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN连接,半圆形轨道平面与电场线平行,P为QN圆弧的中点,其半径R=40cm,一带正电q=10-4C的小滑块质量m=10g,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15,位于N点右侧1.5m处,取g=10m/s2,求:

(1)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q,则滑块应以多大的初速度v0向左运动?

(2)这样运动的滑块通过P点时对轨道的压力是多大?

 

【答案】

(1)7m/s(2)0.6N

【解析】

试题分析:(1)设小球到达Q点时速度为,则 (2分)

滑块从开始运动到达Q点过程中,由动能定理得

           (2分)

联立两式并代入数据解得:                          (2分)

(2)设滑块到达P点时速度为,则从开始运动到P点过程:

                 (2分)

又在P点时:                                        (2分)

代入数据,解得  ,根据牛顿第三定律得,对轨道压力为0.6N (2分)

考点:考查带电粒子在电场中的运动

点评:本题主要应用动能定理求解,考查了带电粒子在重力场、电场等的复合场中的运动情况的分析,利用动能定理求解问题是抓住两个状态一个过程,注意电场力和重力做功与路径无关,只与初末位置有关

 

练习册系列答案
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①本实验中所使用的交流电源的频率为     Hz;
②打B点时小车的速度vB      m/s,BE间的平均速度      m/s.
(3)(8分)为了测量某电池的电动势E(约为3V)和内阻r,可供选择的器材如下:
A.电流表G1(2mA  100Ω)          B.电流表G2(1mA 内阻未知)
C.电阻箱R1(0~999.9Ω)              D.电阻箱R2(0~9999Ω)
E.滑动变阻器R3(0~10Ω  1A)         F.滑动变阻器R4(0~1000Ω  10mA)
G.定值电阻R0(800Ω  0.1A)          H.待测电池
I.导线、电键若干
①采用如图12(甲)所示的电路,测定电流表G2的内阻,得到电流表G1的示数I1、电流表G2的示数I2如下表所示:

I1(mA)
0.40
0.81
1.20
1.59
2.00
I2(mA)
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
根据测量数据,请在图12(乙)坐标中描点作出I1—I2图线.由图得到电流表G2的内阻等于     Ω.
②在现有器材的条件下,测量该电池电动势和内阻,采用如图12(丙)所示的电路.在给定的器材中,图中滑动变阻器①应该选用   ,电阻箱②应该选用    (均填写器材后面的代号).
③根据图12(丙)所示电路,请在图12(丁)中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接.

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