如图所示,ABCD是半径为R的四分之三光滑绝缘圆形轨道,最低点B和最高点D的右侧有竖直向上的匀强电场,场强大小为E。一质量m,带电量+q的小球从A点正上方高h处的F点自由落下,从A点进入圆轨道时无能量损失,不计空气阻力,小球所带电量不变,则
A.若Eq=4mg,无论h多大,小球总能沿圆轨道到达D点
B.小球从B到D的过程可能作匀速圆周运动
C.调整h和E的大小,可能使小球到达D点时速度为零
D. 调整h和E的大小,可能使小球沿圆轨道运动到D点并且水平飞出后到达A点
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如图所示,ABCD是半径为R的四分之三光滑绝缘圆形轨道,固定在竖直面内。以轨道的圆心O为坐标原点,沿水平直径AC方向建立x轴,竖直直径BD方向建立y轴。y轴右侧(含y轴)存在竖直向上的匀强电场。一质量为m、带电量为+q的小球,从A点由静止开始沿轨道下滑,通过轨道最高点D后,又落回到轨道上的A点处。不考虑小球之后的运动,不计空气阻力,重力加速度为g,求:
(1)小球落回到A点时的速率;
(2)电场强度的大小;
(3)小球从A下滑到电场内的B点时对轨道压力的大小。
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如图所示,一个半径R=0.5m的圆形轨道固定在竖直面内,以其最高点O为坐标原点建立平面直角坐标系xoy,其中x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向,整个空间存在范围足够大、方向竖直向下的匀强电场,规定O点为电势能及重力势能的零点。若从O点将一个质量m=0.1kg、可视为质点的带正电小球以v0=2m/s的速度平行于x轴抛出,小球落于轨道上x=0.4m处的A点,若该小球抛出速度增至4v0,小球将沿轨道做完整的圆周运动,已知重力加速度g=10m/s2,则下列说法正确的是
A. 小球所受电场力大小等于其重力的4倍
B. 小球以v0=2m/s的速度抛出后运动至A点的过程中,其速度变化量为8m/s,方向竖直向下
C. 小球以4v0的速度抛出后的运动过程中,小球与轨道间的最大弹力为29.8N
D. 小球以4v0的速度抛出后的运动过程中,小球机械能的最大值为6.2J
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如图所示,光滑绝缘的半圆形轨道ABC固定在竖直面内,圆心为O,轨道半径为R,B为轨道最低点。该装置右侧的1/4圆弧置于水平向右的足够大的匀强电场中。某一时刻一个带电小球从A点由静止开始运动。到达B点时,小球的动能为E0,进入电场后继续沿轨道运动,到达C点时小球的电势能减少量为2E0,试求:
(1)小球所受重力和电场力的大小
(2)小球脱离轨道后到达最高点时的动能
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如图所示,光滑绝缘的半圆形圆弧轨道ACD,固定在竖直面内,轨道处在垂直于轨道平面向里的匀强磁场中,半圆弧的直径AD水平,因弧的半径为R,匀强磁场的磁感应强度为B,在A端由静止释放一个带正电荷质量为m的金属小球甲,结果小球甲连续两次通过轨道最低点C时,对轨道的压力差为ΔF,小球运动过程始终不脱离轨道,重力加速度为g.求:
(1)小球甲经过轨道最低点C时的速度大小;
(2)小球甲所带的电量;
(3)若在圆弧轨道的最低点C放一个与小球甲完全相同的不带电的金属小球乙,让小球甲仍由轨道的A端由静止释放,则甲球与乙球发生弹性碰撞后的一瞬间,乙球对轨道的压力.(不计两球间静电力的作用)
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如图所示,光滑绝缘的半圆形圆弧轨道ACD,固定在竖直面内,轨道处在垂直于轨道平面向里的匀强磁场中,半圆弧的直径AD水平,因弧的半径为R,匀强磁场的磁感应强度为B,在A端由静止释放一个带正电荷质量为m的金属小球甲,结果小球甲连续两次通过轨道最低点C时,对轨道的压力差为ΔF,小球运动过程始终不脱离轨道,重力加速度为g.求:
(1)小球甲经过轨道最低点C时的速度大小;
(2)小球甲所带的电量;
(3)若在圆弧轨道的最低点C放一个与小球甲完全相同的不带电的金属小球乙,让小球甲仍由轨道的A端由静止释放,则甲球与乙球发生弹性碰撞后的一瞬间,乙球对轨道的压力.(不计两球间静电力的作用)
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如图所示,光滑绝缘的半圆形圆弧轨道ACD,固定在竖直面内,轨道处在垂直于轨道平面向里的匀强磁场中,半圆弧的直径AD水平,因弧的半径为R,匀强磁场的磁感应强度为B,在A端由静止释放一个带正电荷质量为m的金属小球甲,结果小球甲连续两次通过轨道最低点C时,对轨道的压力差为ΔF,小球运动过程始终不脱离轨道,重力加速度为g.求:
(1)小球甲经过轨道最低点C时的速度大小;
(2)小球甲所带的电量;
(3)若在圆弧轨道的最低点C放一个与小球甲完全相同的不带电的金属小球乙,让小球甲仍由轨道的A端由静止释放,则甲球与乙球发生弹性碰撞后的一瞬间,乙球对轨道的压力.(不计两球间静电力的作用)
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如图所示,ABC为光滑的固定在竖直面内的半圆形轨道,轨道半径为R=0.4m,A、B为半圆轨道水平直径的两个端点,O为圆心.在水平线MN以下和竖直线OQ以左的空间内存在竖直向下的匀强电场,电场强度E=1.0×106 N/C,一个质量m=2.0×10-2kg,电荷量q=2.0×10-7C的带正电小球(可看作质点),从A点正上方由静止释放,经时间t=0.3s到达A点并沿切线进入半圆轨道,g=10m/s2,不计空气阻力及一切能量损失,求:
(1)小球经过C点时对轨道的压力大小;
(2)小球经过B点后能上升的最大高度.
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如图,固定在竖直面内的光滑绝缘轨道由水平段AB和半径为r的半圆环段BCD平滑相切而成,过圆环直径BOD的虚线左侧存在方向水平向右的匀强电场。现将一可视为质点的带正电小滑块,从水平轨道上的P点由静止释放,滑块沿轨道运动到半圆环上B点时对轨道的压力等于滑块重力的7倍,且滑块离开半圆环后不经任何碰撞回到了B点。关于上述过程,下列说法正确的是( )
A. 滑块不能沿轨道运动到最高点D
B. 滑块两次经过B点时的速度相同
C. 在虚线左侧,滑块到达距水平轨道高为 的位置时,电场力的瞬时功率为零
D. P到B点的距离为
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如图所示,竖直面内有一光滑绝缘圆轨道,半径为R,AB、CD和MN为圆的直径,其中AB水平,CD竖直,MN与竖直方向的夹角为45º,O为圆心。质量为m的绝缘小环套在轨道上,小环所带的电荷最为-q。空间有水平向有的匀强电场,场强,小环在竖直圆轨道上做完整的圆周运动,下列说法正确的是
A. 小环在A点时,小环机械能最大
B. 小环在N点时,小环动能最大
C. 小环在A点与B点动能之差等于2EqR
D. 小环在C点与D点动能之差等于2mgR
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如图所示,在光滑的绝缘斜面上固定半径为R的光滑圆形轨道,BD为水平直径,A、C两点分别为轨道的最高点、最低点,圆心O处固定有电荷量为Q的正点电荷。一质量为m、带电荷量为q的带负电小球(视为点电荷)恰好能在轨道内侧做圆周运动。已知静电力常量为k,斜面的倾角为θ,重力加速度大小为g,下列说法正确的是
A. 小球在轨道内侧做圆周运动的过程中机械能守恒
B. 小球通过A点时的速度大小为
C. 小球通过C点时的速度大小为
D. 小球通过B、C两点时对轨道的压力大小之比为1︰3
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