高三物理解答题中等难度题
(09·浙江·23)如图所示,相距为d的平行金属板A、B竖直放置,在两板之间水平放置一绝缘平板。有一质量m、电荷量q(q>0)的小物块在与金属板A相距l处静止。若某一时刻在金属板A、B间加一电压,小物块与金属板只发生了一次碰撞,碰撞后电荷量变为q,并以与碰前大小相等的速度反方向弹回。已知小物块与绝缘平板间的动摩擦因素为μ,若不计小物块电荷量对电场的影响和碰撞时间。则
(1)小物块与金属板A碰撞前瞬间的速度大小是多少?
(2)小物块碰撞后经过多长时间停止运动?停在何位置?
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如图所示为某种静电分选器的原理简图。两个竖直放置的平行金属板PQ和MN,加上恒定电压可形成匀强电场(电场可视为仅局限在平行板之间)。一带负电颗粒电荷量为q,质量为m,从绝缘斜槽滑下,从PQ板上边缘水平进入金属板间区域。已知两板间距为d,板长为l,重力加速度为g,空气阻力不计。
(1)若两金属板未加上电压,颗粒恰好从QN中央离开,求颗粒进入金属板的速度大小v0;
(2)若两金属板加上电压(MN板接正极),颗粒仍以v0水平进入金属板间,要使颗粒下落过程中不接触到金属板MN,求所加电压应满足的条件。
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某“电场抛射装置”如图所示。两正对平行金属板 A、 B 竖直放置,相距为 d,两板间固定一内壁光滑的绝缘细直管 CD,细管与水平面的夹角为 37° ,与金属板夹角 53° 。一质量为 m、带电量为 q 的小球(半径略小于细管半径)从管口 C 处无初速释放,经板间电场加速后从另一管口 D 射出,恰好水平进入到与细管处在同一竖直平面的四分之三圆弧轨道的最低点 M, M 点与 C 点的高度差也为d。重力加速度为 g, sin37°=0.6, cos37°=0.8。求:
(1)小球从管口 D 运动到 M 点所用的时间
(2)电场力对小球做功多少
(3)若小球在圆弧轨道上运动的过程中始终不脱离轨道,求圆弧轨道的半径的取值范围
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某“电场抛射装置”如图所示。两正对平行金属板 A、 B 竖直放置,相距为 d,两板间固定一内壁光滑的绝缘细直管 CD,细管与水平面的夹角为 37° ,与金属板夹角 53° 。一质量为 m、带电量为 q 的小球(半径略小于细管半径)从管口 C 处无初速释放,经板间电场加速后从另一管口 D 射出,恰好水平进入到与细管处在同一竖直平面的四分之三圆弧轨道的最低点 M, M 点与 C 点的高度差也为d。重力加速度为 g, sin37°=0.6, cos37°=0.8。求:
(1)小球从管口 D 运动到 M 点所用的时间
(2)电场力对小球做功多少
(3)若小球在圆弧轨道上运动的过程中始终不脱离轨道,求圆弧轨道的半径的取值范围
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如图所示,电阻不计的两光滑平行金属导轨相距L=1m,PM、QN部分水平放置在绝缘桌面上,半径a=0.4m的金属半圆导轨处在竖直平面内,两部分分别在M、N处相切,PQ左端与R=2Ω的电阻连接。一质量为m=1kg、电阻r=1Ω的金属棒放在导轨上的PQ处,始终与导轨垂直且接触良好。整个装置处于磁感应强度大小B=1T、方向竖直向上的匀强磁场中,g取10m/s2。
⑴若导体棒以v=3m/s在水平轨道上向右匀速运动,求导体棒受到的安培力的大小和方向;
⑵若导体棒恰好能通过轨道最高点CD处,求导体棒通过CD处时电阻R上的电功率;
⑶若导体棒从MN处以3m/s的恒定速率沿着半圆轨道运动,产生交变电流,写出导体棒从MN运动到CD的过程中,产生的电流随时间变化的表达式(以导体棒在MN处为t=0时刻)及电阻R中产生的焦耳热。
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某“电场抛射装置”如图所示。两正对平行金属板 A、 B 竖直放置,相距为 d,两板间固定一内壁光滑的绝缘细直管 CD,细管与水平面的夹角为 37° 。一质量为 m、带电量为 +q 的小球(半径略小于细管半径)从管口 C 处无初速释放,经板间电场加速后从另一管口 D 射出,恰好水平进入到与细管处在同一竖直平面的四分之三圆弧轨道的最低点 M, M 点与 C 点的高度差也为d。重力加速度为 g, sin37°=0.6, cos37°=0.8。求:
(1)小球从管口 D 运动到 M 点所用的时间;
(2)电场力对小球做功多少?
(3)现在在四分之三圆弧轨道所在的平面内加一水平向右的匀强电场,其场强大小为2mg/q。要使小球在圆弧轨道上运动的过程中始终不脱离轨道,求圆弧轨道半径的取值范围。
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如图所示,相距为L的两根足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平面上,整个空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量均为m、电阻均为R的两根相同的导体棒PQ、MN垂直导轨放置,导体棒MN初始位置左侧导轨粗糙、右侧导轨光滑。现对导体棒MN施加水平向右的恒力F,使其由静止开始运动,当导体棒MN运动的距离为x时,导体棒MN达到最大速度,该过程中导体棒PQ保持静止。导轨电阻不计,认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力,重力加速度大小为g。下列说法正确的是
A. 导体棒MN沿导轨运动的最大速度为
B. 导体棒PQ与导轨之间的最大静摩擦力定为F
C. 导体栋MN从静止至达到最大速度的过程中,通过其横截面的电荷量为
D. 导体棒MN从静止至达到最大速度的过程中共上产生的热量为
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如图所示,一横截面积为S的n匝线圈,与相距为d的两块水平放置的平均金属板连接成电路.线圈置于方向竖直向上的匀强磁场中,为使一质量为m,电荷量为﹣q的小球在平行金属板间水平向右做直线运动,重力加速度为g,则磁感应强度的变化情况应为( )
A. 正在增强, B. 正在减弱,
C. 正在增强, D. 正在减弱,
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