在光滑的平面內(nèi)有一沿x軸的靜電場。其電勢U隨x坐標值的改變而變化的圖線如圖所示(圖中U0,-U0,x1,x2X3,X4均已知,有一質(zhì)量為m,電量為q的帶負電小球在O點以某一未知初速度v0沿x軸正向運動

(1)試在圖中畫出該靜電場的場強E隨x變化的圖線(設場強沿x軸正方向時取正值,場強沿x軸正方向時取負值.)

(2)若要該帶電小球能運動到x4處,則初速度v0至少應有多大?

(3)若v0=2,帶電粒子在運動過程中最大速度是多大?

解:

(1)該電場隨X的變化圖線如圖所示

(2)根據(jù)動能定理有:

1/2mv02 =-qU+1/2mv

因為x3電勢最低,所以帶電粒子在該處的電勢能最大,只要帶電粒子能過這一點,那么帶電粒子就能過x4處,所以有1/2mv2=Qu     vmin=  vmin=

(3)帶電粒子運動到x1處,其速度最大,根據(jù)動能定理得:

       1/2mvm2-1/2mv02=qu

       解得:vm=

練習冊系列答案
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如圖,在豎直平面內(nèi)有一固定光滑軌道,其中AB是長為R的水平直軌道,BCD是圓心為O、半徑為R的3/4圓弧軌道,兩軌道相切與B點.在外力作用下,一小球從A點由靜止開始做勻加速直線運動,到達B點時撤除外力.已知小球剛好能沿圓軌道經(jīng)過最高點C,重力加速度大小為g.求:
(1)小球在C點的速度的大。
(2)小球在AB段運動的加速度的大;
(3)小球從D點運動到A點所用的時間.

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如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一半徑為2.0m的l/4圓弧形光滑導軌AB,A點與其最低點C的高度差為1.0m,今由A點沿導軌無初速釋放一個小球,若取g=10m/s2,則(  )

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精英家教網(wǎng)如圖甲所示,在豎直平面內(nèi)有一水平向右的勻強電場,場強E=1.0×104N/C.電場內(nèi)有一半徑為R=2.0m的光滑絕緣細圓環(huán)形軌道豎直放置且固定,有一質(zhì)量為m=0.4kg、帶電荷量為q=+3.0×10-4C的帶孔小球穿過細圓環(huán)軌道靜止在位置A,現(xiàn)對小球沿切線方向作用一瞬時速度vA,使小球恰好能在光滑絕緣細圓環(huán)形軌道上做圓周運動,取圓環(huán)的最低點為重力勢能和電勢能的零勢能點.已知g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)瞬時速度vA的大;
(2)小球機械能的最小值.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一半徑為2m的
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圓弧形光滑導軌AB,A點與其最低點C的高度差為1m,今由A點沿導軌無初速釋放一個小球,若取g=10m/s2,則(  )
A、小球過B點的速度vB=2
5
m/s
B、小球過B點的速度vB=2
5(
3
-1)
m/s
C、小球離開B點后做平拋運動
D、小球離開B點后將繼續(xù)運動到與A、D等高的位置

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