在光滑的水平面上有水平向右的匀强电场,其上固定一个光滑绝缘圆环,圆环平面与水平面平行。为圆环直径,方向与电场强度的方向平行,在圆环的处有一个光滑小孔。有一质量为、带电量为的小球套在圆环上。一根绝缘轻质细线的一端系着小球,另一端穿过小孔用手拉住,如图所示。现用力拉细线,使小球沿圆环由向缓慢移动(小球带电量不变)。在移动的过程中轨道对小球的弹力为。下列说法正确的是( )
A.力大小不变,变大
B.力减小,大小不变
C.小球由电势高处向电势低处移动,电势能增加
D.由于克服电场力做功,所以力F做正功
高三物理选择题中等难度题
在光滑的水平面上有水平向右的匀强电场,其上固定一个光滑绝缘圆环,圆环平面与水平面平行。为圆环直径,方向与电场强度的方向平行,在圆环的处有一个光滑小孔。有一质量为、带电量为的小球套在圆环上。一根绝缘轻质细线的一端系着小球,另一端穿过小孔用手拉住,如图所示。现用力拉细线,使小球沿圆环由向缓慢移动(小球带电量不变)。在移动的过程中轨道对小球的弹力为。下列说法正确的是( )
A.力大小不变,变大
B.力减小,大小不变
C.小球由电势高处向电势低处移动,电势能增加
D.由于克服电场力做功,所以力F做正功
高三物理选择题中等难度题查看答案及解析
如图所示,光滑绝缘水平桌面上固定一个光滑绝缘的挡板ABCD、AB段为直线,BCD段是半径为R的圆弧,挡板处在场强为E的匀强电场中,电场方向与圆环直径MN平行。现使一带电荷量为+q,质量为m的小球由静止从斜挡板内侧上某点释放,为使小球沿挡板内侧运动,从D点抛出,求:
(1)小球从释放点到N点沿电场强度方向的最小距离。
(2)在上问中小球经过N点时对挡板压力大小。
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(16分)如图所示,固定在竖直平面的光滑绝缘圆环处于匀强电场中,场强方向与圆环平面平行且与水平方向成30°,环上与圆心O等高的A点套有一个质量为m,电荷量为+q的小球恰好处于平衡状态.(重力加速度为g),求:
(1)匀强电场的场强大小
(2)某时刻突然将电场方向变为竖直向下,场强大小不变,小球滑到最低点B时对环的压力大小
高三物理计算题中等难度题查看答案及解析
如图所示,将一个光滑、绝缘的挡板ABCD固定在光滑、绝缘的水平面上,AB段为直线形挡板, BCD段是半径为R的圆弧形挡板,且AB与BCD相切。挡板处于场强为E的匀强电场中,电场方向与圆直径MN平行。现将带电量为q、质量为m的小球从挡板内侧的A点由静止释放,小球沿挡板内侧恰好过M点运动到D点后抛出,下列判断正确的是
A.小球带正电或带负电均可完成上述运动过程
B.小球运动到N点时动能最大
C.AN两点间沿电场线方向的距离为
D.小球运动到C点时,挡板对小球的弹力为3qE
高三物理选择题中等难度题查看答案及解析
有两个相同的总电阻为9 Ω的均匀光滑圆环,固定于一个绝缘的水平台面上,两环分别在两个互相平行的、相距为20 cm的竖直平面内,两环的连心线恰好与环面垂直,两环面间有方向竖直向下的磁感应强度B= T的匀强磁场,两环的最高点A和C间接有一内阻为0.5 Ω的电源,连接导线的电阻不计.今有一根质量为10 g,电阻为1.5 Ω的棒置于两环内侧且可顺环滑动,而棒恰好静止于图所示的水平位置,它与圆弧的两接触点P、Q和圆弧最低点间所夹的弧所对应的圆心角均为θ=60°,取重力加速度为g=10 m/s2,试求此电源电动势E的大小.
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有两个相同的总电阻为9 Ω的均匀光滑圆环,固定于一个绝缘的水平台面上,两环分别在两个互相平行的、相距为20 cm的竖直平面内,两环的连心线恰好与环面垂直,两环面间有方向竖直向下的磁感应强度B=0.87 T的匀强磁场,两环的最高点A和C间接有一内阻为0.5 Ω的电源,连接导线的电阻不计.今有一根质量为10 g,电阻为1.5 Ω的棒置于两环内侧且可顺环滑动,而棒恰好静止于图所示的水平位置,它与圆弧的两接触点P、Q和圆弧最低点间所夹的弧所对应的圆心角均为θ=60°,取重力加速度为g=10 m/s2,试求此电源电动势E的大小.
高三物理计算题简单题查看答案及解析
如图所示,电阻不计的两光滑平行导轨固定在绝缘水平面上,导轨间距为1m。导轨中部有一个直径也为1m的圆形匀强磁场区域,与两导轨相切于M、N两点。磁感应强度大小为1T、方向竖直向下,长度略大于1m的金属棒垂直导轨水平放置在磁场区域中,并与区域圆直径MN重合。金属棒的有效电阻为,以劲度系数为 的水平轻质弹簧一端与金属棒中心相连,另一端固定在墙壁上,此时弹簧恰好处于原长。两导轨通过一阻值为的电阻与一电动势为4V、内阻为的电源相连,导轨电阻不计。若开关S闭合一段时间后,金属棒停在导轨上的某一位置,则该位置到MN的距离为
A. 0.3m
B. 0.35m
C. 0.4m
D. 0.45m
高三物理单选题中等难度题查看答案及解析
如图所示,在水平平面内有一固定的光滑绝缘圆环,半径r =0.3 m,圆环上套有一质量m =1×10-2 kg、带电量q= +5×l0-5 C的小球。匀强电场方向水平向右且与圆轨道所在平面平行。A为圆环最高点,B、C与圆心O在同一条水平线上。小球从A点以初速度v0 =m/s向右运动,运动到B点时的速度vB =3 m/s。重力加速度g取10 m/s2。A、B、C在同一水平面上。求:
(1)电场强度E的大小;
(2)小球最小速度大小及此处对圆环的作用力大小。
【答案】(1)1000N/C(2)0.05N
【解析】试题分析:(1)小球从A运动到B的过程中,电场力和重力均做正功,由动能定理列式,可求电场强度.(2)小球从A运动到C的过程,由动能定理求出小球通过C点的速度.在C点,由电场力和轨道的支持力的合力提供向心力,由牛顿运动定律求解.
(1)小球从A到B,由动能定理得:
代入数据解得:E=1000N/C
(2)小球从A到C,由动能定理得:
在C点,由牛顿第二定律得:
解得:
根据牛顿第三定律知,小球运动到C点时对圆环的作用力大小为0.05N
【题型】解答题
【结束】
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某工地某一传输工件的装置可简化为如图所示的情形,AB为一段足够长的曲线轨道,BC为一段足够长的水平轨道,CD为一段圆弧轨道,圆弧半径r=1m,三段轨道均光滑。一长为L=2m、质量为M=1kg的平板小车最初停在BC轨道的最左端,小车上表面刚好与AB轨道相切,且与CD轨道最低点处于同一水平面。一可视为质点、质量为m=2kg的工件从距AB轨道最低点h高处沿轨道自由滑下,滑上小车后带动小车也向右运动,小车与CD轨道左端碰撞(碰撞时间极短)后即被粘在C处。工件只有从CD轨道最高点飞出,才能被站在台面DE上的工人接住。工件与小车的动摩擦因数为μ=0.5,取g=10m/s2,
(1)若h=2.8m,则工件滑到圆弧底端B点时对轨道的压力为多大?
(2)要使工件能被站在台面DE上的工人接住,求h的取值范围.
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