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在光滑绝缘的水平面上有半圆柱形的凹槽ABC,截面半径为R=0.4m.空间有竖直向...

在光滑绝缘的水平面上有半圆柱形的凹槽ABC,截面半径为R=0.4m.空间有竖直向下的匀强电场,一个质量m=0.02kg,带电量q=+l.0×l0﹣3 C的小球(可视为质点)以初速度v0=4m/s从A点水平飞人凹槽,恰好撞在D点,D与O的连线与水平方向夹角为θ=53°,重力加速度取g=10m/s2,sin 53°=0.8.cos 53°=0.6,试求:

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(1)小球从A点飞到D点所用的时间t;

(2)电场强度E的大小;

(3)从A点到D点带电小球电势能的变化量.

 

(1)小球从A点飞到D点所用的时间t为0.16s; (2)电场强度E的大小为300V/m; (3)从A点到D点带电小球电势能的减小量为9.6×10﹣2J. 【解析】【解析】 (1)水平方向上,小球做匀速直线运动 R+Rcosθ=v0t 解得 (2)在竖直方向上,小球做匀加速直线运动 mg+qE=ma 解得 (3)由匀强电场中电势差与电场强度的关系,有 UAD=E•Rsinθ=96V J 答:(1)小球从A点飞到D点所用的时间t为0.16s; (2)电场强度E的大小为300V/m; (3)从A点到D点带电小球电势能的减小量为9.6×10﹣2J. 考点:带电粒子在匀强电场中的运动;牛顿第二定律;匀强电场中电势差和电场强度的关系. 专题:带电粒子在电场中的运动专题. 分析:(1)小球水平方向不受外力,做匀速直线运动,根据x=vt求解时间; (2)对从A到D过程,竖直分运动是匀加速直线运动,根据位移时间公式和牛顿第二定律列式求解出电场强度; (3)电势能的减小量等于电场力做的功.
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考点分析:
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如图,水平放置的金属薄板A、B间有匀强电场,电场强度大小E=2×106N/C.A板上有一小孔,D为小孔正上方h=32mm处的一点.一带负电的油滴在重力G=3.2×10﹣12N作用下,由D点开始做自由落体运动.当油滴进入电场后,恰好做匀速直线运动.求:(g取10m/s2

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(1)油滴刚进入电场时的速度大小;

(2)油滴所带的电荷量.

(3)在图中标出电场的方向.

 

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美国物理学家密立根通过如图所示的实验装置,最先测出了电子的电荷量,被称为密立根油滴实验.如图,两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接,板间产生匀强电场,方向竖直向下,图中油滴由于带负电悬浮在两板间保持静止.

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(1)若要测出该油滴的电荷量,需要测出的物理量有:     

A.油滴质量m                      B.两板间的电压U

C.两板间的距离d                 D.两板的长度L

(2)用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q=     (已知重力加速度为g)

(3)在进行了几百次的测量以后,密立根发现油滴所带的电荷量虽不同,但都是某个最小电荷量的整数倍,这个最小电荷量被认为是元电荷,其值为e=      C.

 

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金属导体通电时,导体中自由电子定向移动的方向与电流方向      (选填“相同”或“相反”).一段金属电阻丝的电阻为R,当在它的两端加上电压U时,则在通电时间t内通过金属电阻丝横截面的电子个数为n=     .(已知一个电子的电荷量为e)

 

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如图所示,一绝缘细圆环半径为r,其环面固定在水平面上,场强为E的匀强电场与圆环平面平行,环上穿有一电量为+q、质量为m的小球,可沿圆环作无摩擦的圆周运动.若小球经A点时速度vA的方向恰与电场垂直,且圆环与小球间沿水平方向无力的作用,则速度vA=     .当小球运动到与A点对称的B点时,小球对圆环在水平方向的作用力NB=     

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如图所示,在E=400V/m的匀强电场中,a、b两点相距d=4cm,它们的连线跟场强方向的夹角是60°,则Uba=      V.

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