如图所示,BC是半径为R的1/4圆弧形光滑绝缘轨道,轨道位于竖直平面内,其下端与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度为E。现有一质量为m的带电

◎ 题目

如图所示,BC是半径为R的1/4圆弧形光滑绝缘轨道,轨道位于竖直平面内,其下端与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度为E。现有一质量为m的带电小滑块(体积很小可视为质点),在BC轨道的D点释放后可以静止不动。已知OD与竖直方向的夹角为α =37°,随后把它从C点由静止释放,滑到水平轨道上的A点时速度减为零。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为=0.25,且sin370 ="0.6 " cos37="0.8 " tan37°=0.75。取重力加速度为g求:

小题1:滑块的带电量q1和带电种类;
小题2:水平轨道上AB两点之间的距离L
小题3:滑块从C点下滑过程中对轨道的最大压力;

◎ 答案


小题1: (带正电)
小题2:
小题3:2.25 mg

◎ 解析

(1)静止在D处时甲的受力如图,可知甲应带正电,并且有:
                
 (带正电)  
(2)甲从C经B到A的过程中,重力做正功,电场力和摩擦力做负功。则由动能定理有:
           
解得:            
(3)分析知D点速度最大,设VD由动能定理有
mgRcosα-qER(1-sinα=1/2mvD2-0                 
设支持力N  由牛顿第二定律
N-F= mvD2/R                                          
由平衡条件
F=mg/cosα                                               
解N="2.25mg                                      "
由牛顿第三定律    最大压力2.25 mg                    

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,BC是半径为R的1/4圆弧形光滑绝缘轨道,轨道位于竖直平面内,其下端与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度为E。现有一质量为m的带电…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  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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