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如圖13-9-7所示,半徑為r的絕緣細(xì)圓環(huán)的環(huán)面固定在水平面上,場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場與環(huán)面平行.一電荷量為+q、質(zhì)量為m的小球穿在環(huán)上,可沿環(huán)做無摩擦的圓周運(yùn)動(dòng).若小球經(jīng)A點(diǎn)時(shí),速度vA的方向恰與電場垂直,且圓環(huán)與小球間沿水平方向無力的作用,試計(jì)算:

圖13-9-7

(1)速度vA的大小;

(2)小球運(yùn)動(dòng)到與A點(diǎn)對稱的B點(diǎn)時(shí),對環(huán)在水平方向的作用力.

解析:(1)在A點(diǎn),小球在水平方向只受電場力作用,根據(jù)牛頓第二定律得:qE=,所以小球在A點(diǎn)的速度vA=

    (2)在小球從A到B的過程中,根據(jù)動(dòng)能定理,電場力做的正功等于小球動(dòng)能的增加量,即2qEr=mvB2-mvA2

    小球在B點(diǎn)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律,在水平方向有

    解以上兩式,小球在B點(diǎn)對環(huán)的水平作用力為:=6qE.

答案:(1)   (2)6qE

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖13-9-7所示,電子在電勢差為U1的電場中加速后,垂直射入電勢差為U2的偏轉(zhuǎn)電場.在滿足電子能射出偏轉(zhuǎn)電場的條件下,下列四種情況中,一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角變大的是

A.U1變大、U2變大

B.U1變小、U2變大

C.U1變大、U2變小

D.U1變小、U2變小

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖13-9-3所示,離子發(fā)生器發(fā)射出一束質(zhì)量為m、電荷量為q的離子,從靜止經(jīng)加速電壓U1加速后,獲得速度v0,并沿垂直于電場線方向射入兩平行板中央,受偏轉(zhuǎn)電壓U2作用后,以速度v離開電場.已知平行板長為l,兩板間距離為d,求:

                   圖13-9-3

(1)v0的大小;

(2)離子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t;

(3)離子在偏轉(zhuǎn)電場中受到的電場力的大小F;

(4)離子在偏轉(zhuǎn)電場中的加速度a;

(5)離子在離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的橫向速度vy

(6)離子在離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度v的大小;

(7)離子在離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的偏移量y;

(8)離子離開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ的正切值tanθ.

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(10分)某研究性學(xué)習(xí)小組,為了探索航天器球形返回艙穿過大氣層時(shí)所受空氣阻力(風(fēng)力)的影響因素,進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)研究。圖12為測定風(fēng)力的實(shí)驗(yàn)裝置圖,其中CD是一段水平放置的長為L的光滑均勻電阻絲,電阻絲電阻較大;一質(zhì)量和電阻都不計(jì)的細(xì)長細(xì)長裸金屬絲一端固定于O點(diǎn),另一端懸掛球P,無風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲豎直,恰與電阻絲在C點(diǎn)接觸,OCH;有風(fēng)時(shí)金屬絲將偏離豎直方向,與電阻絲相交于某一點(diǎn)(如圖13中虛線所示).細(xì)金屬絲與電阻絲始終保持良好的導(dǎo)電接觸。

(1)已知電源的電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻不計(jì),理想電壓表兩接線柱分別與O點(diǎn)和C點(diǎn)相連,球P的質(zhì)量為m,重力加速度為g,由此可以推得風(fēng)力大小F與電壓表示數(shù)的關(guān)系式為F=______________________。

(2)研究小組的同學(xué)猜想:風(fēng)力大小F可能與風(fēng)速大小v和球半徑r這兩個(gè)因素有關(guān),于是他們進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn):

實(shí)驗(yàn)一:使用同一球,改變風(fēng)速,記錄了在不同風(fēng)速下電壓表的示數(shù)。

表一  球半徑r=0.50cm

風(fēng)速(m/s)

10

15

20

30

電壓表示數(shù)(V)

2.40

3.60

4.81

7.19

由表一數(shù)據(jù)可知:在球半徑一定的情況下,風(fēng)力大小與風(fēng)速的關(guān)系是_______________________。

實(shí)驗(yàn)二:保持風(fēng)速一定,換用同種材料、不同半徑的實(shí)心球,記錄了在球半徑不同情況下電壓表的示數(shù)。

表二  風(fēng)速v=10 m/s

球半徑(cm)

0.25

0.50

0.75

1.00

電壓表示數(shù)(V)

9.60

2.40

1.07

0.60

由表二數(shù)據(jù)可知:在風(fēng)速一定的情況下,風(fēng)力大小與球半徑的關(guān)系是_______________________。(球體積公式

(3)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知風(fēng)力的大小F與風(fēng)速大小v、球半徑r的關(guān)系式為_________________________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,選出一條紙帶如圖4-5-7所示,其中O點(diǎn)為起始點(diǎn),A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通以50 Hz交變電流,用毫米刻度尺測得OA=11.13 cm, OB=17.69 cm, OC=25.9 cm.

圖4-5-7

(1)這三個(gè)數(shù)據(jù)中,不符合有效數(shù)字要求的是__________,應(yīng)該寫成__________ cm.

(2)在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和B之間、B和C之間還各有一個(gè)點(diǎn),重物的質(zhì)量為m kg.根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知,當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打到B點(diǎn)時(shí),重物的重力勢能比開始下落時(shí)減少了__________J,這時(shí)它的動(dòng)能為__________J.(g取9.80 m/s2

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同步練習(xí)冊答案
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