如图所示,水平光滑绝缘轨道AC与竖直平面内半径R=0.4m的光滑绝缘半圆弧形轨道CDN在C点平滑连接,轨道AC上方有三个与水平面平行的区域I、Ⅱ和Ⅲ,区域I的高度为2R,区域Ⅱ的高度为R/2;竖直线FC左侧空间(包括边界线FC)区域I内有水平向右的匀强电场E1,区域Ⅱ和区域III内分别有竖直向上的匀强电场E2和E3(水平边界线MN上无电场);区域III内还有垂直纸面向里的水平匀强磁场。质量m=3.56×10-5kg、带电量为q=+8.0×10-6C的小球从A点静止释放,经过L=5m从C点进入半圆弧形轨道并恰能通过N点,之后在电场E2的作用下进入区域II,小球在区域Ⅲ内做匀速圆周运动,最终小球能回到区域I。重力加速度g取10m/s2。
(1)匀强电场E1和E3的场强大小;
(2)如果E2=10E1,小球恰好落到水平轨道AC上的A点,匀强磁场的磁感应强度B的大小。
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如图所示,水平光滑绝缘轨道AC与竖直平面内半径R=0.4m的光滑绝缘半圆弧形轨道CDN在C点平滑连接,轨道AC上方有三个与水平面平行的区域I、Ⅱ和Ⅲ,区域I的高度为2R,区域Ⅱ的高度为R/2;竖直线FC左侧空间(包括边界线FC)区域I内有水平向右的匀强电场E1,区域Ⅱ和区域III内分别有竖直向上的匀强电场E2和E3(水平边界线MN上无电场);区域III内还有垂直纸面向里的水平匀强磁场。质量m=3.56×10-5kg、带电量为q=+8.0×10-6C的小球从A点静止释放,经过L=5m从C点进入半圆弧形轨道并恰能通过N点,之后在电场E2的作用下进入区域II,小球在区域Ⅲ内做匀速圆周运动,最终小球能回到区域I。重力加速度g取10m/s2。
(1)匀强电场E1和E3的场强大小;
(2)如果E2=10E1,小球恰好落到水平轨道AC上的A点,匀强磁场的磁感应强度B的大小。
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如图所示,水平、绝缘、粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.4m,在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104N/C.现有一电荷量q=+1.0×10-4C,质量m=0.1kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点(图中未画出).取g=10m/s2.计算:
①带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小;
②D点到B点的距离xDB;
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如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.4m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104N/C。现有一电荷量q=+1.0×10﹣4C,质量m=0.1kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点,取g=10m/s2。
A. 带电体在圆形轨道C点的速度大小为4m/s
B. 落点D与B点的距离为0
C. 带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小7N
D. 带电体在从B到C运动的过程中对轨道最大压力为
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如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.4m.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104N/C。现有一电荷量q=+1.0×10-4C,质量m=0.1kg的带电体(可视为质点),与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,现让带电体从水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点,取g=10m/s2。
A. 带电体在圆形轨道C点的速度大小为4m/s
B. 释放位置P点到B点距离为2m
C. 落点D与B点的距离为0
D. 带电体在从B到C运动的过程中对轨道最大压力在B点
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如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.4m.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104N/C。现有一电荷量q=+1.0×10-4C,质量m=0.1kg的带电体(可视为质点),与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,现让带电体从水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点,取g=10m/s2。
A. 带电体在圆形轨道C点的速度大小为4m/s
B. 释放位置P点到B点距离为2m
C. 落点D与B点的距离为0
D. 带电体在从B到C运动的过程中对轨道最大压力在B点
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如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.4m.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104N/C.现有一电荷量q=+1.0×10﹣4C,质量m=0.1kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点,取g=10m/s2.( )
A. 带电体在圆形轨道C点的速度大小为
B. 落点D与B点的距离xBD=0
C. 带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小7N
D. 带电体在从B到C运动的过程中对轨道最大压力为
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如图所示,在场强为E=2×103 V/m的水平匀强电场中,有半径R=0.4m的光滑半圆形轨道DCB竖直放置,与水平绝缘轨道AB平滑连接,电场线与轨道平面ABCD平行,C为DB圆弧的中点。一带正电、电荷量q=5×10-5 C、质量m=20g、可视为质点的小滑块与水平轨道AB间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10 m/s2。
(1)若小滑块从半圆形轨道上C点静止释放,运动到水平轨道上的P点静止,求小滑块通过BP段的时间是多少?
(2)若小滑块从水平轨道上的A端静止释放,沿轨道运动恰能到达并通过最高点D,求小滑块此次运动通过C点时对轨道的压力是多大?
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如图所示,水平轨道与半径为r的半圆弧形轨道平滑连接于S点,两者均光滑且绝缘,并安装在固定的竖直绝缘平板上.在平板的上下各有一块相互正对的水平金属板P、Q,两板间的距离为d.半圆轨道的最高点T、最低点S、及P、Q板右侧边缘点在同一竖直线上.装置左侧有一半径为L的水平金属圆环,圆环平面区域内有竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场,一根长度略大于L的金属棒一端置于圆环上,另一端与过圆心O1的竖直转轴连接,转轴带动金属杆转动,在圆环边缘和转轴处引出导线分别与P、Q连接,图中电阻阻值为R,不计其它电阻.右侧水平轨道上有一带电量为+q、质量为的小球1以速度向左运动,与前面静止的、质量也为的不带电小球2发生碰撞,碰后粘合在一起共同向左运动,小球和粘合体均可看作质点,碰撞过程没有电荷损失,设P、Q板正对区域间才存在电场.重力加速度为g.
(1)计算小球1与小球2碰后粘合体的速度大小v;
(2)若金属杆转动的角速度为ω,计算图中电阻R消耗的电功率P;
(3)要使两球碰后的粘合体能从半圆轨道的最低点S做圆周运动到最高点T,计算金属杆转动的角速度的范围.
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