如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,
◎ 题目
如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度.现有一电荷量,质量的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点.取. 试求: (1)带电体在圆形轨道C点的速度大小. (2)D点到B点的距离. (3)带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小. (4)带电体在从P开始运动到落至D点的过程中的最大动能。 |
◎ 答案
(1) (2) (3) (4) |
◎ 解析
试题分析:(1)设带电体通过C点时的速度为vC,依据牛顿第二定律: ---------------------------------1分 解得------------------------------1分 (2)设带电体从最高点C落至水平轨道上的D点经历的时间为,根据运动的分解有: ------------------------------------1分 -----------------------------2分 联立解得-------------------------------1分 (3)设带电体通过B点时的速度为vB,设轨道对带电体的支持力大小为,带电体在B点时,根据牛顿第二定律有 --------1分 带电体从B运动到C的过程中,依据动能定理: ---------------------------2分 联立解得-------------------------------------1分 根据牛顿第三定律,带电体对轨道的压力--------------1分 (4)由P到B带电体作加速运动,故最大速度一定出现在从B经C到D的过程中.在此过程中只有重力和电场力做功,这两个力大小相等,其合力与重力方向成45o夹角斜向右下方,故最大速度必出现在B点右侧对应圆心角为45 o处. 设小球的最大动能为,根据动能定理有: -----------2分 解得(或)--------------------1分 点评:做此类型的题目,需要根据圆周运动知识分析最高点或者最低点的速度,然后根据能量守恒定律分析解题 |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,…”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。- 最新内容
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上一篇:在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电量为q、质量为m的带电球体,管道半径略大于球体半径。整个管道处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,磁感应强度方向与管道垂直。
下一篇:已知质量为m的带电液滴,以速度v射入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中,液滴在此空间刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动,如图所示,求:(1)液滴在空间受到几个力作用。(2)液
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