(12分)如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面

◎ 题目

(12分)如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度.现有一电荷量,质量的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点处由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点.取.试求:
(1)带电体在圆形轨道C点的速度大小;
(2)D点到B点的距离
(3)带电体从p点运动到B点的过程中,摩擦力做的功.

◎ 答案

(1)(2)(3)

◎ 解析


试题分析:(1)设带电体通过C点时的速度为vC,由牛顿第二定律得:
             (2分)  解得:      (1分)
(2)设带电体从最高点C落至水平轨道上的D点经历的时间为,则:
        (2分)       (2分)
解得:        (2分)
(3)带电体从p点运动到C点的过程中,由动能定理:
(4分)  解得: (2分)
点评:本题关键是将重力和电场力合成后当作一种全新的场力,然后左侧等效场的最高点,根据动能定理和牛顿第二定律灵活列式求解.

◎ 知识点

    专家分析,试题“(12分)如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面…”主要考查了你对  【带电粒子在电场中的加速】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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