如圖所示,空間中在一矩形區(qū)域Ⅰ內(nèi)有場強(qiáng)大小E1=1×102N/C、方向水平向右的勻強(qiáng)電場;一條長L=0.8m且不可伸長的輕繩一端固定在區(qū)域Ⅰ的左上角O點(diǎn),另一端系一質(zhì)量m1=0.5kg、帶電荷量q=-0.1C的絕緣帶電小球a;在緊靠區(qū)域Ⅰ的右下角C點(diǎn)豎直放置一足夠長、半徑R=1m的光滑絕緣圓筒,圓筒上端截面水平,CD是圓筒上表面的一條直徑且與區(qū)域Ⅰ的下邊界共線,直徑MN與直徑CD垂直,圓筒內(nèi)左半邊MNCHJK區(qū)域Ⅱ中存在大小E2=20N/C、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)電場。把小球a拉至A點(diǎn)(輕繩繃直且水平)靜止釋放,當(dāng)小球a運(yùn)動到O點(diǎn)正下方B點(diǎn)時,輕繩恰好斷裂。小球a進(jìn)入電場繼續(xù)運(yùn)動,剛好從區(qū)域Ⅰ的右下角C點(diǎn)豎直向下離開電場E1,然后貼著圓筒內(nèi)側(cè)進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ。已知重力加速度大小取g=10m/s2,繩斷前、斷后瞬間,小球a的速度保持不變,忽略一切阻力。求:
(1)輕繩的最大張力Tm;
(2)小球a運(yùn)動到C點(diǎn)時速度的大小vC和小球a從B到C過程電勢能的變化量ΔEp;
(3)若小球a剛進(jìn)入圓筒時,另一絕緣小球b從D點(diǎn)以相同速度豎直向下貼著圓筒內(nèi)側(cè)進(jìn)入圓筒,小球b的質(zhì)量m2=0.5kg,經(jīng)過一段時間,小球a、b發(fā)生彈性碰撞,且碰撞中小球a的電荷量保持不變,則從小球b進(jìn)入圓筒到與小球a發(fā)生第5次碰撞后,小球b增加的機(jī)械能ΔEb是多大。
【考點(diǎn)】帶電粒子(計重力)在勻強(qiáng)電場中的直線運(yùn)動;從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場中的問題;動量守恒與能量守恒共同解決實際問題;牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/11/11 17:30:1組卷:130引用:4難度:0.5
相似題
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1.如圖所示,兩相同極板M、N的長度為L=0.6m,相距d=0.5m,OO′為極板右邊界,OO′的右側(cè)存在豎直向下的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為E=10N/C。光滑絕緣圓弧軌道ABC豎直放置,A與OO’在同一豎直線上,圓弧AB的圓心角θ=53°,BC是豎直直徑。小球以v0=3m/s的水平速度從左側(cè)飛入極板M、N,飛離極板后恰好從A點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓弧軌道。已知小球質(zhì)量m=1.0kg,電荷量q=0.5C,重力加速度g=10m/s2,cos53°=0.6,不計空氣阻力。求:
(1)小球在A點(diǎn)的速度vA;
(2)M、N極板間的電勢差U;
(3)欲使小球沿圓弧軌道能到達(dá)最高點(diǎn)C,半徑R的取值范圍。發(fā)布:2024/12/29 14:0:1組卷:1164引用:6難度:0.4 -
2.如圖所示,在豎直平面內(nèi)有水平向左的勻強(qiáng)電場,在勻強(qiáng)電場中有一根長為L的絕緣細(xì)線,細(xì)線一端固定在O點(diǎn),另一端系一質(zhì)量為m的帶電小球。小球靜止時細(xì)線與豎直方向成θ角,此時讓小球獲得初速度且恰能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)沿逆時針方向做圓周運(yùn)動,重力加速度為g,不考慮空氣阻力。下列說法正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/12 21:0:2組卷:684引用:4難度:0.4 -
3.在空間中水平面MN的下方存在豎直向下的勻強(qiáng)電場,質(zhì)量為m的帶電小球由MN上方的A點(diǎn)以一定初速度水平拋出,從B點(diǎn)進(jìn)入電場,到達(dá)C點(diǎn)時速度方向恰好水平,A、B、C三點(diǎn)在同一直線上,且AB=2BC,如圖所示.由此可見( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/29 18:0:2組卷:64引用:7難度:0.5
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