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带电粒子在复合场中的运动
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如图所示,在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑离心轨道,一个带负电的小球从斜轨道上的A点由静止释放,沿轨道滑下,已知小球的质量为m,电量大小为-q,匀强电场的场强大小
网友投稿 2023-04-12 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示,在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑离心轨道,一个带负电的小球从斜轨道上的A点由静止释放,沿轨道滑下,已知小球的质量为m,电量大小为-q,匀强电场的场强大小为E,斜轨道的倾角为α (小球的重力大于所受的电场力) 。
(1)求小球沿斜轨道下滑的加速度的大小;
(2)若使小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时不落下来,求A点距水平地面的高度
h
至少应为多大?
(3)若小球从斜轨道h =" 5R" 处由静止释放,假设能够通过B点,求在此过程中小球机械能的改变量。
◎ 答案
(1)(
mg
-qE
)
(2)
h
=
(3)
-
3
REq
◎ 解析
(1) 据牛顿第二定律:
(
mg
-qE
)Sinα=
ma
…………………… (2分)
a
= (
mg
-qE
)
…………………… (2分)
(2)若小球刚好在
B
点不下落,据牛顿第二定律
mg
-qE =
① …………………… (3分)
小球由
A
到
B
,据动能定理
mv
2
/2
(mg
-qE
)(h
-2R)
=
② …………………… (3分)
①②式联立,得
h
=
…………………… (2分)
(3)小球从静止开始沿圆弧轨道运动到B点的过程中,机械能的变化量为
△
E
电
由
△E
机
= W
电
…………………… (3分)
W
电
=
-
3
REq
得
△E
机
=
-
3
REq
…………………… (3分)
用
△
E
机
=E
B
- E
A
方法解答同样得分
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑离心轨道,一个带负电的小球从斜轨道上的A点由静止释放,沿轨道滑下,已知小球的质量为m,电量大小为-q,匀强电场的场强大小…”主要考查了你对 【带电粒子在复合场中的运动】 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/202304/443683.html
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