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光滑绝缘水平面AB上有C,D两点。CD长L1=12cm,DB长L2=9cm。另有一半径R=0.1m的光滑半圆形金属导轨BM与水平面平滑相连,金属导轨BM接地,连接处能量无损失。现将一个带电荷量
网友投稿 2022-09-29 00:00:00 零零社区
◎ 题目
光滑绝缘水平面AB上有C,D两点。CD长L
1
=12 cm,DB长L
2
=9 cm。另有一半径R=0.1 m的光滑半圆形金属导轨BM与水平面平滑相连,金属导轨BM接地,连接处能量无损失。现将一个带电荷量为+Q的点电荷,固定在C点,如图甲所示。将另一带电荷量为+q,质量m=1×10
-4
kg的金属小球(视为点电荷)从D点静止释放(感应电荷的影响忽略不计),若小球过圆弧的最高点后恰能击中C处的点电荷,重力加速度g=10 m/s
2
。
(1)求小球在最高点M时对轨道压力的大小;
(2)若不改变小球的质量而改变小球的电荷量+q,发现小球落地点到B点的水平距离s
2
与小球的电量+q满足图象乙的关系,求点电荷+Q的电场在DB两点的电势差U
DB
。
◎ 答案
解:(1)小球进入半圆形金属轨道后,电荷量变为零。小球从最高点水平抛出能击中C点,设速度为v,有
水平方向L
1
+L
2
=vt
竖直方向
可得
设最高点压力为F
N
,有
得F
N
=1.025×10
-4
N
(2)设D,B电势差为U
DB
,带电小球从开始运动,到金属轨道最高点的过程中,由动能定理得
飞出后,由平抛运动规律有
整理得函数关系为
由图象得当q=0时,纵轴截距为s
2
=-16R
2
斜率为
求得电势差U
DB
=450 V
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“光滑绝缘水平面AB上有C,D两点。CD长L1=12cm,DB长L2=9cm。另有一半径R=0.1m的光滑半圆形金属导轨BM与水平面平滑相连,金属导轨BM接地,连接处能量无损失。现将一个带电荷量…”主要考查了你对 【平抛运动】,【向心力】,【动能定理】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202209/258266.html
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