高考物理一輪復(fù)習(xí)：電場中的等效重力場模型專練

第第頁電場中的等效重力場模型專練如圖所示，在沿水平方向的勻強(qiáng)電場中用一根長度L=0.4m的絕緣細(xì)繩把質(zhì)量為m=0.10kg、帶有正電荷的金屬小球懸掛在固定點(diǎn)O點(diǎn)，小球靜止在B點(diǎn)時(shí)細(xì)繩與豎直方向的夾角為θ=37o．現(xiàn)將小球拉至位置A使細(xì)線水平后由靜止釋放，（g=10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8）求：=1\*GB2⑴小球通過最低點(diǎn)C時(shí)的速度的大??；=2\*GB2⑵小球通在擺動過程中細(xì)線對小球的最大拉力．如圖所示的裝置是在豎直的平面內(nèi)放置光滑的絕緣軌道，一帶負(fù)電荷的小球從高h(yuǎn)的A處靜止開始下滑，進(jìn)入水平向右的勻強(qiáng)電場中，沿軌道ABC運(yùn)動后進(jìn)入圓環(huán)內(nèi)做圓周運(yùn)動，已知小球受到的電場力是其重力的3/4，圓環(huán)的半徑為R，小球得質(zhì)量為m=0.10kg，斜面的傾角為θ=45o，SBC=2R，若使小球在圓環(huán)內(nèi)能做完整的圓周運(yùn)動，h至少是多少？如圖所示，在E＝103V/m的豎直勻強(qiáng)電場中，有一光滑半圓形絕緣軌道QPN與一水平絕緣軌道MN在N點(diǎn)平滑相接，半圓形軌道平面與電場線平行，其半徑R＝40cm，N為半圓形軌道最低點(diǎn)，P為QN圓弧的中點(diǎn)，一帶負(fù)電q＝10－4C的小滑塊質(zhì)量m＝10g，與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ＝0.15，位于N點(diǎn)右側(cè)1.5m的M處，g取10m/s2，求：(1)要使小滑塊恰能運(yùn)動到圓軌道的最高點(diǎn)Q，則小滑塊應(yīng)以多大的初速度v0向左運(yùn)動？(2)這樣運(yùn)動的小滑塊通過N點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力是多大？(3)小滑塊通過N點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力是多大？如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)電場中有一絕緣的光滑軌道，一個帶負(fù)電的小球從斜軌道上的A點(diǎn)由靜止釋放，沿軌道下滑，已知小球的質(zhì)量為m、電荷量為－q，勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為E，斜軌道的傾角為α(小球的重力大于其所受的電場力)(1)求小球沿斜軌道下滑的加速度的大小；(2)若使小球通過圓軌道頂端的B點(diǎn)，A點(diǎn)距水平地面的高度h至少應(yīng)為多大？(3)若小球從斜軌道h＝5R處由靜止釋放，假設(shè)其能夠通過B點(diǎn)，求在此過程中小球機(jī)械能的改變量。如圖所示，BCDG是光滑絕緣的eq\f(3,4)圓形軌道，位于豎直平面內(nèi)，軌道半徑為R，下端與水平絕緣軌道在B點(diǎn)平滑連接，整個軌道處在水平向左的勻強(qiáng)電場中．現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶正電的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))置于水平軌道上，滑塊受到的電場力大小為eq\f(3,4)mg，滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度為g.(1)若滑塊從水平軌道上距離B點(diǎn)x＝3R的A點(diǎn)由靜止釋放，滑塊到達(dá)與圓心O等高的C點(diǎn)時(shí)速度為多大？(2)在(1)的情況下，求滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)受到軌道的作用力大?。鐖D所示，光滑絕緣的半圓形軌道固定于豎直平面內(nèi)，半圓形軌道與光滑絕緣的水平地面相切于半圓的端點(diǎn)A。一質(zhì)量為m=1kg的小球在水平地面上勻速運(yùn)動，速度為v=6m/s，經(jīng)A運(yùn)動到軌道最高點(diǎn)B，最后又落在水平地面上的D點(diǎn)(圖中未畫出)。已知整個空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場，小球帶正電荷，小球所受電場力F=mg，g取10m/s2。(1)若軌道半徑為R0=0.1m時(shí)，求小球到達(dá)半圓形軌道B點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力；(2)為使小球能運(yùn)動到軌道最高點(diǎn)B，求軌道半徑的最大值；在水平向右的電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中，有一質(zhì)量為m、帶正電的小球，用長為l的絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，當(dāng)小球靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向夾角為θ．現(xiàn)給小球一個垂直于懸線的初速度，使小球恰能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，試問：(1)小球帶電量q為多少？(2)小球在做圓周運(yùn)動的過程中，在哪一位置速度最??？速度最小值多大？(3)小球在B點(diǎn)的初速度多大？半徑R=0.8m的光滑絕緣導(dǎo)軌固定于豎直面內(nèi)，加上某一方向的勻強(qiáng)電場后，帶電小球沿軌道內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動，小球動能最大的位置在A點(diǎn)，圓心O與A點(diǎn)的連線與豎直方向的夾角為θ，如圖所示.在A點(diǎn)時(shí)小球?qū)壍赖膲毫N=120N，若小球的最大動能比最小動能多32J，且小球能夠到達(dá)軌道上的任意一點(diǎn)（不計(jì)空氣阻力）.試求：(1)小球最小動能等于多少？(2)若小球在動能最小位置時(shí)突然撤去軌道，并保持其他量不變，則小球經(jīng)0.04s時(shí)間后，其動能與在A點(diǎn)時(shí)的動能相等，小球的質(zhì)量是多少？如圖所示，在E＝103V/m的豎直勻強(qiáng)電場中，有一光滑半圓形絕緣軌道QPN與一水平絕緣軌道MN在N點(diǎn)平滑相接，半圓形軌道平面與電場線平行，其半徑R＝40cm，N為半圓形軌道最低點(diǎn)，P為QN圓弧的中點(diǎn)，一帶負(fù)電q＝10－4C的小滑塊質(zhì)量m＝10g，與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ＝0.15，位于N點(diǎn)右側(cè)1.5m的M處，取g＝10m/s2，求：(1)要使小滑塊恰能運(yùn)動到圓軌道的最高點(diǎn)Q，則小滑塊應(yīng)以多大的初速度v0向左運(yùn)動？(2)這樣運(yùn)動的小滑塊通過P點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力是多大？如圖，一質(zhì)量為m1＝1kg，帶電荷量為q＝＋0.5C的小球以速度v0＝3m/s，沿兩正對帶電平行金屬板(板間電場可看成勻強(qiáng)電場)左側(cè)某位置水平向右飛入，極板長0.6m，兩極板間距為0.5m，不計(jì)空氣阻力，小球飛離極板后恰好由A點(diǎn)沿切線落入豎直光滑圓弧軌道ABC，圓弧軌道ABC的形狀為半徑R<3m的圓截去了左上角127°的圓弧，CB為其豎直直徑，在過A點(diǎn)豎直線OO′的右邊界空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E＝10V/m.(取g＝10m/s2)求：(1)兩極板間的電勢差大小U；(2)欲使小球在圓弧軌道運(yùn)動時(shí)不脫離圓弧軌道，求半徑R的取值應(yīng)滿足的條件．在光滑絕緣水平面上放置一質(zhì)量m＝0.2kg、電荷量q＝＋5.0×10－4C的小球，小球系在長L＝0.5m的絕緣細(xì)線上，細(xì)線的另一端固定在O點(diǎn)。整個裝置置于勻強(qiáng)電場中，電場方向與水平面平行且沿OA方向，如圖3所示(俯視圖)?，F(xiàn)給小球一初速度使其繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動，小球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)細(xì)線的張力F＝140N，小球在運(yùn)動過程中，最大動能比最小動能大ΔEk＝20J，小球可視為質(zhì)點(diǎn)。(1)求電場強(qiáng)度的大??；(2)求運(yùn)動過程中小球的最小動能；(3)若小球運(yùn)動到動能最小的位置時(shí)細(xì)線被剪斷，則經(jīng)多長時(shí)間小球動能與在A點(diǎn)時(shí)的動能相等？此時(shí)小球距A點(diǎn)多遠(yuǎn)？在光滑絕緣水平面上放置一質(zhì)量m＝0.2kg、電荷量q＝＋5.0×10－4C的小球，小球系在長L＝0.5m的絕緣細(xì)線上，細(xì)線的另一端固定在O點(diǎn)。整個裝置置于勻強(qiáng)電場中，電場方向與水平面平行且沿OA方向，如圖3所示(俯視圖)?，F(xiàn)給小球一初速度使其繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動，小球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)細(xì)線的張力F＝140N，小球在運(yùn)動過程中，最大動能比最小動能大ΔEk＝20J，小球可視為質(zhì)點(diǎn)。(1)求電場強(qiáng)度的大小；(2)求運(yùn)動過程中小球的最小動能；(3)若小球運(yùn)動到動能最小的位置時(shí)細(xì)線被剪斷，則經(jīng)多長時(shí)間小球動能與在A點(diǎn)時(shí)的動能相等？此時(shí)小球距A點(diǎn)多遠(yuǎn)？如圖，在豎直平面內(nèi)，一半徑為R的光滑圓弧軌道ABC和水平軌道PA在A點(diǎn)相切。BC為圓弧軌道的直徑。O為圓心，OA和OB之間的夾角為α，sinα=3/5，一質(zhì)量為m的小球沿水平軌道向右運(yùn)動，經(jīng)A點(diǎn)沿圓弧軌道通過