13． 內(nèi)壁光滑的圓環(huán)狀管子固定在豎直平面內(nèi).環(huán)的圓心位于坐標(biāo)圓點(diǎn).圓環(huán)的半徑為R.x軸位于水平面內(nèi).勻強(qiáng)電場在豎直平面內(nèi)方向豎直向下.y軸左側(cè)場強(qiáng)大小.右側(cè)場強(qiáng)大小為．質(zhì)量為m.電荷量為q的帶正電小球從A點(diǎn)進(jìn)入管中并沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng).小球的直徑略小于管子的內(nèi)徑.小球的初速度不計(jì).求:(1)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的加速度,(2)小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對圓環(huán)的壓力,(3)通過進(jìn)一步計(jì)算說明這種物理模型存在的問題及形成原因． 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

內(nèi)壁光滑的圓環(huán)狀管子固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)的圓心位于坐標(biāo)圓點(diǎn)，圓環(huán)的半徑為R，x軸位于水平面內(nèi)，勻強(qiáng)電場在豎直平面內(nèi)方向豎直向下，y軸左側(cè)場強(qiáng)大小，右側(cè)場強(qiáng)大小為．質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球從A點(diǎn)進(jìn)入管中并沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，小球的直徑略小于管子的內(nèi)徑，小球的初速度不計(jì)，求：

（1）小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的加速度；

（2）小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對圓環(huán)的壓力；

（3）通過進(jìn)一步計(jì)算說明這種物理模型存在的問題及形成原因．

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內(nèi)壁光滑的圓環(huán)狀管子固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)的圓心位于坐標(biāo)圓點(diǎn)，圓環(huán)的半徑為R，x軸位于水平面內(nèi)，勻強(qiáng)電場在豎直平面內(nèi)方向豎直向下，y軸及y軸左側(cè)場強(qiáng)大小，右側(cè)場強(qiáng)大小為．質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球從A點(diǎn)進(jìn)入管中并沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，小球的直徑略小于管子的內(nèi)徑，小球的初速度不計(jì)，求：

（1）小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的加速度；

（2）小球第一次到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對圓環(huán)的壓力；

（3）通過進(jìn)一步計(jì)算說明這種物理模型存在的問題及形成原因．

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內(nèi)壁光滑的圓環(huán)狀管子固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)的圓心位于坐標(biāo)圓點(diǎn)，圓環(huán)的半徑為R，x軸位于水平面內(nèi)，勻強(qiáng)電場在豎直平面內(nèi)方向豎直向下，y軸左側(cè)場強(qiáng)大小，右側(cè)場強(qiáng)大小為．質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球從A點(diǎn)進(jìn)入管中并沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，小球的直徑略小于管子的內(nèi)徑，小球的初速度不計(jì)，求：
（1）小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的加速度；
（2）小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對圓環(huán)的壓力；
（3）通過進(jìn)一步計(jì)算說明這種物理模型存在的問題及形成原因．

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（14分）如圖所示，內(nèi)壁光滑的圓環(huán)狀管子固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)的圓心位于坐標(biāo)原點(diǎn)，圓環(huán)的半徑為R，x軸位于水平面內(nèi)，勻強(qiáng)電場在豎直平面內(nèi)，方向豎直向下，其場強(qiáng)大小為E=mg/q，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球從A點(diǎn)進(jìn)入管中并沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，小球的直徑略小于管子的內(nèi)徑，小球的初速度不計(jì)，圖中的B、C兩點(diǎn)分別位于x軸和y軸上。求：

（1）小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的加速度aB的大��；

（2）小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對圓環(huán)的壓力。

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（2008?江蘇模擬）內(nèi)壁光滑的圓環(huán)狀管子固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)的圓心位于坐標(biāo)圓點(diǎn)，圓環(huán)的半徑為R，x軸位于水平面內(nèi)，勻強(qiáng)電場在豎直平面內(nèi)方向豎直向下，y軸左側(cè)場強(qiáng)大小E=
mg
q
，右側(cè)場強(qiáng)大小為
E
2
．質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球從A點(diǎn)進(jìn)入管中并沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，小球的直徑略小于管子的內(nèi)徑，小球的初速度不計(jì)，求：
（1）小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的加速度；
（2）小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對圓環(huán)的壓力；
（3）通過進(jìn)一步計(jì)算說明這種物理模型存在的問題及形成原因．

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一、單項(xiàng)選擇題：本題共5小題，每小題3分，共15分．

題號

1

2

3

4

5

答案

B

C

A

B

A

二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共計(jì)16分。

題號

6

7

8

9

答案

AC

BD

AC

ACD

三、填空題：本題共2小題，共18分．

10．（1）   （ 2分 ）              a＝     （ 2分 ）

（2）h     （ 2分 ）            μ＝         （ 2分 ）

 

11．（1）外接（1分）   分壓式（1分）

          
   
          
    
    
          
    
             （3）連接電路如圖所示（3分）；
          左（1分）若其他接法正確，同樣給分
             （4）大于（1分）
           
          四．論述計(jì)算題：共71分
           
          12．（1）設(shè)AC=h、電場力為FQ，根據(jù)牛頓第二定律得：
          FQ+mg=ma…………①             
(1分 )
          第一次拋出時(shí)，h= …②     (1分 )
          第二次拋出時(shí)，h=……③    (1分 )
          由②、③兩式得a=4g…………④      (1分 )
          所以，F(xiàn)Q：G=3:1  
…………⑤       (1分 )
          （2）第一次拋出打在C點(diǎn)的豎直分速度y1=a()…………⑥ (1分 )
          第二次拋出打在C點(diǎn)的豎直分速度y2=g()…………⑦ (1分 )
          第一次拋出打在C點(diǎn)的速度1=…………⑧ (1分 )
          第二次拋出打在C點(diǎn)的速度2=…………⑨ (1分 )
          所以，1：2=2：1…………⑩ (1分 )
           
           
          13. （1）  （2分）      （1分）
                （2分）        （1分）
                   
方向斜向右下方，與豎直方向夾角為（1分）
            （2） （2分） （1分）
                   （2分）    （1分）
                 由牛頓第三定律，小球?qū)A環(huán)的壓力為，方向向下  （1分）
          （3）進(jìn)一步計(jì)算發(fā)現(xiàn)小球第一次回到A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為，這與靜電力做功與路徑無關(guān)矛盾，出現(xiàn)問題的原因是：這種方向是平行直線但大小不等的電場是不存在的        （2分）
           
          14．（1）將F沿水平方向、豎直方向分解。
          冰塊受的支持力F=mg+Fsin37,(2分)
                    
摩檫力F=μF (2分)
             在前一階段，對冰塊由動(dòng)能定理得
?(Fcos37+ F)x=  m v-m v(3分)
                   
聯(lián)立以上各式，并將x=4.00m等數(shù)據(jù)代入，解出v=1.00m/s    (2分)
                     
（2）冰塊做類平拋運(yùn)動(dòng)，沿x軸方向
                       
x= vt=10.0m     (2分)
                       
沿y軸方向,由牛頓第二定律：a=,y=at    (2分)
                       
聯(lián)立解得y=52.1m＞5m,故冰塊碰不到儀器室。    (2分) 
           
          15．(1)    Wa=magd
=1.0J                     
2分
          Wb=mbgd
=0.5J                     
2分
          （2）b在磁場中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：速度為,總電阻R1=7.5Ω
           b中的電流               
① 2分
           由以上各式得：        ②1分
           同理，a棒：           ③ 1分
           由以上各式得，              
④1分
                                     
⑤1分
                                        
⑥1分
                                       ⑦ 1分
                                             ⑧1分
                 由④⑤⑥⑦⑧得 
          Ha=                             
⑨ 1分
          Hb=m                             
⑩  1分
          16．(1)磁場中帶電粒子在洛侖茲力作用下做圓周運(yùn)動(dòng)，故有
                 qVB=mv2/r，①                                 …………………… (1分)  ．
          同時(shí)有T=2πr/v=2πm/qB   ②                     
 …………………… (1分)    ．
          粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由幾何知識知，‘    ‘
              Xc=一(r+rcos45 0)=―(2+√2)mv/2qB，③               
……………………(2分)       
          故，c點(diǎn)坐標(biāo)為(― (2 + √2)mv/2qB，0 )。④                 
……………………(1分)
          (2)設(shè)粒子從A到C的時(shí)間為t1，由題意知    
                t1=5T/8=5πm/4qB        ⑤                      
……………………(1分)
          設(shè)粒子從進(jìn)入電場到返回C的時(shí)間為t2，其在電場中做勻變速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)
          學(xué)知識，有 
                qE=ma       ⑥   
            及  2Vc=at2，    ⑦    ．
          聯(lián)立⑥⑦解得t2 = 2mv0/qE       ⑧                      
…………………… (1分)．    
           
           
           
           
           
           
           
           
           
            設(shè)粒子再次進(jìn)入磁場后：在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t3，由題意知    ．
            
t3 =T/4 =πm/2qB    ⑨                           
……………………(1分)  
            故而，設(shè)粒子從A點(diǎn)到第三次穿越x軸的時(shí)間為  

                   
t=t1+t2+t3 = 7πm/4qB
+ 2mv0/qE    
⑩        ……………………(1分)．
           (3)粒子從第三次過x軸到第4次過X軸的過程是在電場中做類似平拋的運(yùn)動(dòng)，即沿著v0
            的方向(設(shè)為X’軸)做勻速運(yùn)動(dòng)，即
              X’=V0t     …①    
              vx'=V0……②                                    
……………………(1分)    
            沿著qE的方向(設(shè)為y’軸)做初速為0的勻變速運(yùn)動(dòng)，即
              y'= qEt2 / 2m        …③ 
              Vy'= qEt/m  ……④；                             
……………………(1分)  

          設(shè)離子第四次穿越X軸時(shí)速度的大小為V，速度方向與電場方向的夾角為α．由圖中幾何關(guān)系知  
              y'/x'=cos 450�！�，                        
……………………(1分)    
                 V=√（v02+vy'2（）……⑥                        
……………………(1分)    
                 tanα=v0/vy'  ……⑦                           
……………………(1分)      
          綜合上述①②③④⑤⑥⑦得
            v=√5 v0……⑧                                    
……………………(1分)    
            α=arctan0.5…⑨                                  
……………………(1分)   

           
           
           
           
           
          		
          
	
	
          
		
          


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