运动到右边界上的
N2点。Q为线段N1N2的中点,E重力加速度为g。上述d、0、m、v、
g为已知量。
(1)求微粒所带电荷量和磁感应强度B的大小; (2)求电场变化的周期T;
(3)改变宽度d,使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域,求T的最小值。 解析:
(1)微粒作直线运动,则
qmg?qE0?qvB①
微粒作圆周运动,则联立①②得
mg?qE0②
q?mgE0③
B?2E0v④
(2)设粒子从N1运动到Q的时间为t1,作圆周运动的周期为t2,则
d?vt12⑤
v2qvB?mR⑥
2?R?vt2⑦
联立③④⑤⑥⑦得
t1?d?v;t2?2vg⑧
d?v?2vg⑨
电场变化的周期
T?t1?t2??(3)若粒子能完成题述的运动过程,要求
d≥2R (10) 联立③④⑥得
v2R?2g(11)
设N1Q段直线运动的最短时间为tmin,由⑤(10)(11)得
tmin?v2g
(2??1)v2g
因t2不变,T的最小值
Tmin?tmin?t2?2010-安徽卷-24.(20分)如图,ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB段是水平的,BD
段为半径R=0.2m的半圆,两段轨道相切于B点,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大小E=5.0×103V/m。一不带电的绝缘小球甲,以速度υ0沿水平轨道向右运动,与静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞。已知甲、乙两球的质量均为m=1.0×10-2kg,乙所带电荷量q=2.0×10-5C,g取10m/s2。(水平轨道足够长,甲、乙两球可视为质点,整个运动过程无电荷转移)
(1)甲乙两球碰撞后,乙恰能通过轨道的最高点D,求乙在轨道上的首次落点到B点的距离;
(2)在满足(1)的条件下。求的甲的速度υ0;
(3)若甲仍以速度υ0向右运动,增大甲的质量,保持乙的质量不变,求乙在轨道上的首次落点到B点的距离范围。
答案:(1)0.4m(2)25m/s(3)0.4m<x'<1.6m 解析:
(1)在乙恰好能通过轨道的最高点的情况下,设乙到达最高点的速度为
vD,乙离开D点达
到水平轨道的时间为t,乙的落点到B点的距离为x,则
vD2m?mg?qER① 1?mg?qE?22R???t2?m?②
x?vDt③
联立①②③得:x?0.4m④ (2)设碰撞后甲、乙的速度分别为
v甲、v乙,根据动量守恒和机械能守恒定律有:
mv0?mv甲?mv乙⑤
111mv02?mv甲2?mv乙2222⑥
联立⑤⑥得:
v乙?v0⑦
?mg?2R?qE?2R?11mvD2?mv乙222⑧
由动能定理得:
vD?联立①⑦⑧得:
5(mg?qE)R?2.5m/sm⑨
vM、vm,根据动量守恒和机械能守恒
(3)设甲的质量为M,碰撞后甲、乙的速度分别为定律有:
Mv0?MvM?mvm(10)
111Mv02?MvM2?mvm2222(11)
vm?2Mv0M?m(12)
联立(10)(11)得:
v?vm<2vD(13) 由(12)和M?m,可得:D设乙球过D点的速度为
vD',由动能定理得
11mvD'2?mvm222(14)
?mg?2R?qE?2R?联立⑨(13)(14)得:
2m/s?vD'<8m/s(15)
设乙在水平轨道上的落点到B点的距离为x',则有
x'?vD't(16)
联立②(15)(16)得:0.4m<x'<1.6m
2009-宁夏-18
18.空间有一均匀强电场,在电场中建立如图所示的直角坐标系O?xyz,M、N、P为电场中
的三个点,M点的坐标(0,a,0),N点的坐标为(a,0,0),P点的坐标为(a,aa,)。22E M 已知电场方向平行于直线MN,M点电势为0,N点电势为1V,则P点的电势为 A.23V B.V 221434N C.V D.V 答案D。
【解析】将立体图画成平面图,如图所示,可见P点沿电场线方向为MN的四等分线,故P点的电势为V,D正确。 2009-海南-5
5.一平行板电容器两极板间距为d、极板面积为S,电容为?oS/d,其中?o是常量。对此电容器充电后断开电源。当增加两板间距时,电容器极板间 A.电场强度不变,电势差变大 B.电场强度不变,电势差不变 C.电场强度减小,电势差不变 D.电场强度较小,电势差减小 答案:A
解析:平行板所带电荷量Q、两板间电压U,有C=Q/U、C=?oS/d、两板间匀强电场的场强E=U/d,可得E=
34Q。电容器充电后断开,电容器电荷量Q不变,则E不变。根据C?0S=?oS/d可知d增大、C减小,又根据C=Q/U可知U变大。
2009-海南-10
10.如图,两等量异号的点电荷相距为2a。M与两点电荷共线,N位于两点电荷
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