（12分）半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套有質(zhì)量為m、帶正電的珠子，空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示，珠子所受靜電力是其重力的倍。將珠子從環(huán)最低位置A點(diǎn)靜止釋放，求：

（1）珠子所能獲得的最大動(dòng)能；
（2）最大動(dòng)能位置圓環(huán)對(duì)珠子作用力大�。�
（3）珠子運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)B點(diǎn)位置。

試題分析：設(shè)重力和電場(chǎng)力合力為F，F(xiàn)＝2mg
（1）由動(dòng)能定理可得Ek =Fr(1-cos60°)  Ek＝mgr
（2）由牛頓第二定律：FN－F＝m，F(xiàn)N＝4mg
（3）設(shè)最高點(diǎn)B和圓心連線與電場(chǎng)夾角為θ，則由動(dòng)能定理有：
qErcosθ－mgr(1+sinθ)=0   θ=30°
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，水平放置的平行金屬板充電后板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，板間距離為d，一個(gè)帶負(fù)電的液滴帶電量大小為q，質(zhì)量為m，從下板邊緣射入電場(chǎng)，沿直線從上板邊緣射出，則
A．液滴做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)B．液滴做的是勻減直線運(yùn)動(dòng)
C．兩板間電壓為D．液滴的電勢(shì)能減少了mgd
第Ⅱ卷（共62分）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，質(zhì)量為m，帶電荷量q的小球從P點(diǎn)靜止釋放，下落一段距離后進(jìn)入正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向左，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，則小球在通過正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況是(  )
A．一定做曲線運(yùn)動(dòng)
B．軌跡一定是拋物線
C．可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D．可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（20分）如圖所示，在直角坐標(biāo)xOy平面y軸左側(cè)（含y軸）有一沿y軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子從x軸上P處以速度沿x軸正向進(jìn)入電場(chǎng)，從y軸上Q點(diǎn)離開電場(chǎng)時(shí)速度方向與y軸負(fù)向夾角，Q點(diǎn)坐標(biāo)為（0，-d），在y軸右側(cè)有一與坐標(biāo)平面垂直的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域（圖中未畫出），磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，粒子能從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸負(fù)向再進(jìn)入電場(chǎng)．不計(jì)粒子重力，求：

（1）電場(chǎng)強(qiáng)度大小E；
（2）如果有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)榘雸A形，求磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積；
（3）粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的總時(shí)間．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（16分）為了使粒子經(jīng)過一系列的運(yùn)動(dòng)后，又以原來的速率沿相反方向回到原位，可設(shè)計(jì)如下的一個(gè)電磁場(chǎng)區(qū)域（如圖所示）：水平線QC以下是水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，區(qū)域Ⅰ(梯形PQCD)內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；區(qū)域Ⅱ(三角形APD)內(nèi)的磁場(chǎng)方向與Ⅰ內(nèi)相同，但是大小可以不同，區(qū)域Ⅲ(虛線PD之上、三角形APD以外)的磁場(chǎng)與Ⅱ內(nèi)大小相等、方向相反．已知等邊三角形AQC的邊長(zhǎng)為2l，P、D分別為AQ、AC的中點(diǎn)．帶正電的粒子從Q點(diǎn)正下方、距離Q點(diǎn)為l的O點(diǎn)以某一速度射出，在電場(chǎng)力作用下從QC邊中點(diǎn)N以速度v0垂直QC射入?yún)^(qū)域Ⅰ，再?gòu)腜點(diǎn)垂直AQ射入?yún)^(qū)域Ⅲ，又經(jīng)歷一系列運(yùn)動(dòng)后返回O點(diǎn)．（粒子重力忽略不計(jì)）求：

（1）該粒子的比荷．
（2）粒子從O點(diǎn)出發(fā)再回到O點(diǎn)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程所需時(shí)間．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（18分）如圖所示，坐標(biāo)空間中有場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，Y軸為兩種場(chǎng)的分界面，圖中虛線為磁場(chǎng)區(qū)域的右邊界，現(xiàn)有一質(zhì)量為m，電荷量為-q的帶電粒子從電場(chǎng)中坐標(biāo)位置(-L，0)處，以初速度v0沿x軸正方向開始運(yùn)動(dòng)，且已知 L=mv02/Eq(重力不計(jì))，試求：

使帶電粒子能穿越磁場(chǎng)區(qū)域而不再返回電場(chǎng)中，磁場(chǎng)的寬度d 應(yīng)滿足的條件．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

（9分）一個(gè)質(zhì)量為m帶電量為+q的小球每次均以水平初速度v0自h高度做平拋運(yùn)動(dòng)。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，試回答下列問題：
（1）若在空間豎直方向加一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)小球水平拋出后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則電場(chǎng)強(qiáng)度E是多大？
（2）撤消勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球水平拋出至第一落地點(diǎn)P，則位移S的大小是多少？
（3）恢復(fù)原有勻強(qiáng)電場(chǎng)，再在空間加一個(gè)垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)小球第一落地點(diǎn)仍然是P點(diǎn)，試問磁感應(yīng)強(qiáng)度B是多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

(18分）圖所示為回旋加速器的示意圖。它由兩個(gè)鋁制D型金屬扁盒組成,兩個(gè)D形盒正中間開有一條狹縫，兩個(gè)D型盒處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中并接在高頻交變電源上。在D1盒中心A處有離子源，它產(chǎn)生并發(fā)出的a粒子,經(jīng)狹縫電壓加速后,進(jìn)入D2盒中。在磁場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓周后，再次經(jīng)狹縫電壓加速。為保證粒子每次經(jīng)過狹縫都被加速，設(shè)法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期一致。如此周而復(fù)始，速度越來越 大,運(yùn)動(dòng)半徑也越來越大,最后到達(dá)D型盒的邊緣，以最大速度被導(dǎo)出。已知a粒子電荷量為q,質(zhì)量為m，加速時(shí)電極間電壓大小恒為U,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,D型盒的半徑為R，設(shè) 狹 縫 很 窄,粒子通過狹縫的時(shí)間可以忽略不計(jì)，設(shè)α粒子從離子源發(fā)出時(shí)的初速度為零。（不計(jì)α粒子重力）求：

(1) α粒子第一次被加速后進(jìn)入D2盒中時(shí)的速度大小；
(2) α粒子被加速后獲得的最大動(dòng)能Ek和交變電壓的頻率f；
(3)α粒子在第n次由D1盒進(jìn)入D2盒與緊接著第n+1次由D1盒進(jìn)入D2盒位置之間的距離Δx。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖，在x＞0的空間中，存在沿x軸方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝10 N/C；在x＜0的空間中存在垂直于xOy平面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5 T。一帶負(fù)電的粒子（比荷q/m＝160 C/kg），在x＝0.06 m處的D點(diǎn)以v0＝8 m/s的初速度沿y軸正方向開始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)帶電粒子的重力。求：

（1）帶電粒子開始運(yùn)動(dòng)后第一次通過y軸時(shí)距O點(diǎn)的距離。
（2）帶電粒子開始運(yùn)動(dòng)后第一次通過y軸的速度大小和方向；
（3）帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間返回電場(chǎng)；

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案