如圖所示，水平細(xì)桿MN、CD，長度均為L，兩桿間距離也為L，M、C兩端與半圓形細(xì)桿相連，半圓形細(xì)桿與MN、CD在同一豎直平面內(nèi)，且MN、CD恰為半圓弧在M、C兩點(diǎn)處的切線。質(zhì)量為m的帶正電的小球P，電荷量為q,穿在細(xì)桿上，已知小球P與兩水平細(xì)桿間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，且與半圓形細(xì)桿之間的摩擦不計(jì)，小球P與細(xì)桿之間相互絕緣。若整個(gè)裝置處在水平向右，場強(qiáng)大小為mgq的勻強(qiáng)電場中，如圖甲所示。
（1）小球P以大小為2gL的水平向左的初速度從D端出發(fā)，求它沿桿滑到半圓形軌道最低點(diǎn)C時(shí)受到桿對它彈力的大??；
（2）要使得小球能沿半圓形細(xì)桿滑到MN水平桿上，則小球P從D端出發(fā)的初速度大小至少多大；
（3）撤去題中所述的電場，改為在MD、NC連線的交點(diǎn)O處固定一電荷量為Q的負(fù)電荷，如圖乙所示，使小球P從D端出發(fā)沿桿滑動，滑到N點(diǎn)時(shí)速度恰好為零（已知小球所受庫侖力始終小于重力），求小球P從D端出發(fā)時(shí)的初速度大小。
mg
q
2
g
L
【考點(diǎn)】帶電粒子（計(jì)重力）在勻強(qiáng)電場中的直線運(yùn)動；勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系；動能定理的簡單應(yīng)用．
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：344引用：4難度：0.3
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1．如圖所示，在豎直平面內(nèi)有水平向左的勻強(qiáng)電場，在勻強(qiáng)電場中有一根長為L的絕緣細(xì)線，細(xì)線一端固定在O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的帶電小球。小球靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向成θ角，此時(shí)讓小球獲得初速度且恰能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)沿逆時(shí)針方向做圓周運(yùn)動，重力加速度為g,不考慮空氣阻力。下列說法正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/12 21:0:2組卷：683引用：4難度：0.4 -
2．如圖所示，兩相同極板M、N的長度為L=0.6m,相距d=0.5m,OO′為極板右邊界，OO′的右側(cè)存在豎直向下的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E=10N/C。光滑絕緣圓弧軌道ABC豎直放置，A與OO’在同一豎直線上，圓弧AB的圓心角θ=53°，BC是豎直直徑。小球以v0=3m/s的水平速度從左側(cè)飛入極板M、N，飛離極板后恰好從A點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓弧軌道。已知小球質(zhì)量m=1.0kg,電荷量q=0.5C，重力加速度g=10m/s2，cos53°=0.6，不計(jì)空氣阻力。求：
（1）小球在A點(diǎn)的速度vA；
（2）M、N極板間的電勢差U；
（3）欲使小球沿圓弧軌道能到達(dá)最高點(diǎn)C，半徑R的取值范圍。發(fā)布：2024/12/29 14:0:1組卷：1159引用：6難度：0.4 -
3．在空間中水平面MN的下方存在豎直向下的勻強(qiáng)電場，質(zhì)量為m的帶電小球由MN上方的A點(diǎn)以一定初速度水平拋出，從B點(diǎn)進(jìn)入電場，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度方向恰好水平，A、B、C三點(diǎn)在同一直線上，且AB=2BC，如圖所示．由此可見（ ）發(fā)布：2024/12/29 18:0:2組卷：63引用：7難度：0.5
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