如图所示.绝缘光滑水平轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接.圆弧的半径R=0.40m．在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场.电场强度E=1.0×104N/C．现有一质量m=0.10kg的带电体放在水平轨道上与B端距离s=1.0m的位置.由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动.当运动到圆弧形轨道的C端� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

如图所示，绝缘光滑水平轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接，圆弧的半径R=0.40m．在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E=1.0×10⁴N/C．现有一质量m=0.10kg的带电体（可视为质点）放在水平轨道上与B端距离s=1.0m的位置，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的C端时，速度恰好为零．已知带电体所带电荷量q=8.0×10^-5C，取g=10m/s²，求：
（1）带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小；
（2）带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小；
（3）带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中，摩擦力做的功．

【答案】分析：（1）带电体在光滑水平轨道上由电场力作用下，从静止开始做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可求出加速度大小，由运动学公式可算出到B端的速度大小．
（2）由带电体运动到B端的速度，及牛顿第二、三定律可求出带电体对圆弧轨道的压力．
（3）带电体从B端运动到C端的过程中，由电场力做功、重力作功及动能的变化，结合动能定理求出摩擦力做的功．
解答：解：（1）设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a，
根据牛顿第二定律：qE=ma
解得a=

设带电体运动到B端时的速度为v_B，则

解得：

（2）设带电体运动到圆轨道B端时受轨道的支持力为F_N，根据牛顿第二定律

解得：

根据牛顿第三定律可知，带电体对圆弧轨道B端的压力大小

（3）设带电体沿圆弧轨道运动过程中摩擦力所做的功为W_摩，根据动能定理

因电场力做功与路径无关，所以带电体沿圆弧形轨道运动过程中，电场力所做的功
W_电=qER=0.32J
联立解得：W_摩=-0.72J
  答：（ 1 ）带电体在水平轨道上运动的加速度大小8m/s²及运动到B端时的速度大小4m/s；
（ 2 ）带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小5N；
（ 3 ）带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中，摩擦力做的-0.72J功．
点评：利用牛顿第二、三定律与运动学公式相结合，同时还运用动能定理，但电场力、重力做功与路径无关，而摩擦力做功与路径有关．

练习册系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

如图所示，在光滑绝缘的水平直轨道上有两个带电小球a和b，a球质量为2m、带电量为+q，b球质量为m、带电量为+2q，两球相距较远且相向运动．某时刻a、b球的速度大小依次为v和1.5v，由于静电斥力的作用，它们不会相碰．则下列叙述正确的是（　　）

A．两球相距最近时，速度大小相等、方向相反

B．a球和b球所受的静电斥力对两球始终做负功

C．a球一直沿原方向运动，b球要反向运动

D．a、b两球都要反向运动，但b球先反向

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

如图所示，在光滑绝缘的水平直轨道上有两个带电小球a和b，a球质量为2m、带电量为+q，b球质量为m、带电量为+2q，两球从相距较远处（无相互作用力）相向运动，某时刻a、b球的速度大小依次为v和1.5v，由于静电斥力的作用，它们不会相碰，则下列叙述正确的是（　　）

A、两球相距最近时，它们的速度均为零

B、两球相距最近时，它们的速度大小相等，方向相同

C、a球和b球所受的静电斥力对两球始终做负功

D、a、b两球都要反向运动，但b球先反向

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

（2011?翠屏区模拟）如图所示，在光滑绝缘的水平台面上，存在平行于水平面向右的匀强电场，电场强度为E．水平台面上放置两个静止的小球A和B（均可看作质点），两小球质量均为m，A球带电荷量为+Q，B球不带电，A、B连线与电场线平行．开始时两球相距L，在电场力作用下，A球开始运动（此时为计时零点，即t=0），后与B球发生对心碰撞，碰撞过程中A、B两球总动能无损失，设在各次碰撞过程中，A、B两球间无电量转移，且不考虑两球碰撞时间及两球间的万有引力，试求：
（1）第一次碰撞结束瞬间A、B两球的速度各为多大？
（2）从计时零点到即将发生第三次碰撞时所经历的总时间为多少？
（3）若要求A在运动过程中对桌面始终无压力且刚好不离开水平桌面（v=0时刻除外），可以在水平面内加一与电场正交的磁场．请写出磁场B_（t）与时间t的函数关系．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

如图所示，由光滑硬导线制成并连接在一起的圆线圈c和线框d被固定在竖直平面内，线圈c所围面积为S，其中的磁场从图中看垂直于纸面向里，磁感应强度为.被一竖直绝缘线悬吊起来的水平直导线ef的长工为L，质量为m，与线框d接触良好.ef处在一个垂直于纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度为.整个装置的总电阻为R.当发生变化，并且(变化率)为某一定值时绝缘线对ef的拉力恰好为零.在这种情况下：