高三物理解答题中等难度题
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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
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如图,固定在竖直平面内的绝缘细半圆管轨道在C点与绝缘的水平地面平滑连接,半圆管的半径R=1.6m,管内壁光滑,两端口C、D连接沿竖直方向,CD右侧存在场强大小E=N/C、方向水平向左的匀强电场,水平面AB段表面光滑,长,BC段表面粗糙,长,质量m=2.0kg、电荷量q=0.01C的带正电小球在水平恒力F=10.0N的作用下从A点由静止开始运动,经过一段时间后撤去外力F,消去进入半圆管后通过端口D时对圆管内轨道有竖直向下的压力=15N。小球与水平面BC段之间的动摩擦因数,取,求:
(1)小球通过端口D时的速度大小;
(2)小球通过半圆管中点P时与圆管的作用力大小;
(3)撤去外力F时小球的速度大小。
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如图,AB是长L=lm的绝缘水平面,BD段为半径R=0.2m的绝缘光滑半圆轨道,两段轨道相切于B点,轨道AB处于在竖直向下的匀强电场中,场强大小E=4.0×102V/m. 一质量为m=2.0×10-2kg,所带电荷量q=+5.0×10-4C的小球,以v0=4.0m/s的速度从A点沿水平轨道向右运动,进入半圆轨道后, 恰能通过最高点D,g取10m/s2(小球可视为质点,整个运动过程无电荷转移),求:
(1)滑块通过D点时的速度大小;
(2)滑块在B点时,滑块对轨道压力大小;
(3)轨道AB与小球的动摩擦因数.
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一个半径为R的绝缘光滑的圆环竖直放置在方向水平向右的、场强为E的匀强电场中,如图所示,环上a、c是竖直直径的两端,b、d是水平直径的两端,质量为m的带电小球套在圆环上,并可以沿环无摩擦滑动.已知小球自a点由静止释放,沿abc运动到d点时的速度恰好为零.由此可知,下列说法正确的是( )
A. 小球在d点时的加速度为零
B. 小球在d点时的电势能最大
C. 小球在b点时的机械能最大
D. 小球在运动中动能的最大值为(1+)mgR
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如图所示,绝缘光滑轨道AB部分为倾角为30°的斜面,AC部分为竖直平面内半径为R的圆轨道,斜面与圆轨道相切。整个装置处于场强为E、方向水平向右的匀强电场中。现有一个质量为m的小球,带正电荷量为,要使小球能安全通过圆轨道,在O点的初速度应为多大?
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