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帶正電小球以速度V從水平放置的一對平行金屬 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

如圖所示,水平放置的平行板電容器相距h,上極板A帶正電,下極板B帶等量的負電.現有質量為m,帶電量為+q的小球從B板下方H處以初速度V豎直向上從B板小孔進入板間電場,欲使小球剛好打到A板,A、B間電勢差UAB=   

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如圖所示,一水平放置的平行板電容器充電后與電源斷開,一帶電小球以初速度v水平地飛入電場,落在下極板的P點.若在斷開電源后將上極板下移一些以減小兩板間距離(下極板不動).此帶電小球仍以v從原處飛入,則小球將落在P點的( )

A.左側
B.右側
C.仍在P點
D.因不知小球帶電的正負,故無法判斷小球落在P點的左側還是右側

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精英家教網如圖所示,在上、下水平放置的金屬板H、Q的上方有一個勻強磁場區域,磁感應強度為B,垂直紙面向外,該磁場被限制在邊長為d的正方形彈性塑料邊界EFPG中.水平金屬導軌M、N用導線和金屬板H、Q相連,導軌間的距離為L.金屬棒CD置于導軌上且與導軌垂直,可以無摩擦的滑動.在導軌所在空間有豎直向下的勻強磁場,磁感應強度為B′.虛線OO′平分金屬板和正方形磁場區域EFPG,O、O′為金屬板上的小孔,磁場邊界PG緊靠金屬板H,且PG正中央開有一小孔與O′對接.在小孔O的下方有一個質量為m、電量大小為q的彈性小球飄入兩金屬板間,其飄入金屬板間的速率可以忽略不計,不考慮小球的重力以及對金屬板電勢的影響.求:
(1)當金屬棒CD以速度v向右勻速運動時,金屬板H、Q哪一塊板的電勢高?這兩塊金屬板間的電勢差為多少?
(2)在(1)問中,若從小孔O飄入兩金屬板間的彈性小球能被加速,則小球帶何種電荷?其到達O′的速率有多大?
(3)金屬棒CD在導軌上應以多大的速率勻速運動,才能使彈性小球進入磁場與彈性塑料邊界EFPG發生碰撞后又返回到小孔O處?已知小球每次與邊界發生碰撞均無電荷遷移和機械能損失.

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在光滑絕緣的水平臺面上,存在平行于水平面向右的勻強電場,電場強度為E.水平臺面上放置兩個靜止的小球A和B(均可看作質點),兩小球質量均為m,A球帶電荷量為+Q,B球不帶電,A、B連線與電場線平行.開始時兩球相距L,在電場力作用下,A球開始運動(此時為計時零點,即t=0),后與B球發生對心碰撞,碰撞過程中A、B兩球總動能無損失.設在各次碰撞過程中,A、B兩球間無電量轉移,且不考慮兩球碰撞時間及兩球間的萬有引力.
(1)第一次碰撞結束瞬間A、B兩球的速度各為多大?
(2)分別在甲、乙坐標系中,用實線作出A、B兩球從計時零點到即將發生第三次碰撞這段過程中的v-t圖象.要求寫出必要的演算推理過程.
(3)從計時零點到即將發生第三次碰撞這段過程中電場力共做了多少功?
(4)若要求A在運動過程中對桌面始終無壓力且剛好不離開水平桌面(v=0時刻除外),可以在水平面內加一與電場正交的磁場.請寫出磁場B(t)與時間t的函數關系.(不考慮相對論效應)

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在光滑絕緣的水平臺面上,存在平行于水平面向右的勻強電場,電場強度為E。水平臺面上放置兩個靜止的小球A和B(均可看作質點),兩小球質量均為m,A球帶電荷量為+Q,B球不帶電,A、B連線與電場線平行。開始時兩球相距L,在電場力作用下,A球開始運動(此時為計時零點,即t=0),后與B球發生對心碰撞,碰撞過程中A、B兩球總動能無損失且速度互換。設在各次碰撞過程中,A、B兩球間無電量轉移,且不考慮兩球碰撞時間及兩球間的萬有引力。
(1)第一次碰撞結束瞬間A、B兩球的速度各為多大?
(2)分別在甲、乙坐標系中,用實線作出A、B兩球從計時零點到即將發生第三次碰撞這段過程中的v-t圖像。要求寫出必要的演算推理過程。
(3)從計時零點到即將發生第三次碰撞這段過程中電場力共做了多少功?
(4)兩球從第N次碰撞到第N+1次碰撞時間內A球所通過的路程
(5)若要求A在運動過程中對桌面始終無壓力且剛好不離開水平桌面(v=0時刻除外),可以在水平面內加一與電場正交的磁場。請寫出A從開始運動到第三次與B碰撞前這段時間內磁場與時間t的函數關系。 (不考慮相對論效應)

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一、選擇題(每小題4分,共40分)

題號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

答案

C

B

A

BC

C

D

BD

D

ABD

B

 

二、實驗題(16分)

l、(1)C  (2分)

(2)(每空1分)

次數

1

2

3

4

橡皮筋對小車做功

 

 

 

 

小車速度

 

1.42

1.73

 

 

2.00

3.00

 

物體做功與速度的平方成正比(2分)

2、(1)  0.572.-0.577mm(2分)

(2)畫出測量繞組的電路圖(轉子用電阻表示)(4分)

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(3)πRd/4(2分)

三、計算題:本題共4小題,共計44分.解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的

演算步驟只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的題.答案中必須明確寫出數值和單位

1、(10分)解:(1)由運動學公式得

                                                              2分

    =9(m)                                                                1分

    (2)由牛頓第二定律得

沿斜面方向上:mgsin+f=ma             (1)                                2分

垂直斜面方向上:mgcos-N=0            (2)                                2分

又:f=N                              (3)                                1分

由(1)(2)(3)得:=0.25                                                2分

2、(12分)解:(1)在偏轉電場中小球做類平拋運動

由牛頓第二定律得mg-qU/d=ma       (1)                                     2分

由運動學公式得d/2=1/2at,          (2)                                     1分

由(1)(2)(3)得    U=md(gL-dv)/qL                                2分

       (2)由動能定理得    Fd/2=E-1/2mv       (4)               3分

                            F=ma                    (5)                 1分

由(2)(3)(4)(5)得     E=1/2vo(1+d/L)                            2分

3、(10分)解:質點的運動可分為三個過程:

   第一過程:質點做平拋運動。設輕繩剛好伸直時,質點的速度為v,由動能定理得

  mg×L=mVmV                            2分

   解得V=。                                                   2分

  第二過程:繩繃直過程。繩繃直時,繩剛好水平,如圖所示,由于繩不可伸長,故繩繃直時,V損失,質點僅有速度V

                                           1分

。                                             1分

第三過程:小球在豎直平面內做圓周運動。設質點到達O點正下方時,速度為V,根據機械能守恒守律有:

                  L                            2分

設此時繩對質點的拉力為T,則T-mg=m,聯立解得:T=。         2分

4、解:(12分)解:(1)由V―t圖像可知小車在10s末停止遙控自由滑行,它的加速度大小                         a                                 2分

   對小車受力分析,由牛頓第二定律得:f=ma=1×2=2(N)                  2分

      (2)由題意可知t內小和牽引力的功率保持不變,且7s―10s為勻速直線運動。所以                                    1分

       (3)由題意可知小車在0―t內做勻加速直線運動,在t=t時v=3m/s,P=12W,

        F=P/v=12/3=4(N)                                                   1分

         由牛頓第二定律得:F ― f = ma     a=2m/s                     1分

         由勻加速直線運動速度公式得:v=at    代入有關數據得t=1.5s        1分

         在這段時間內發生的位移S=1/2at=2.25(m)                        1分

         由題意可知小車在t――7s內做加速直線運動,由動能定理得

          Pt ― fS=1/2,mv ― 1/2mv                                 1分

          代入有關數據得 S=26.25(m)                                     1分

   小車在加速運動過程中的總位移S=S+S=28.5(m)                          1分

 

 

 


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