某游戲公司的設(shè)計(jì)人員，構(gòu)想通過(guò)電場(chǎng)來(lái)控制帶電小球的運(yùn)動(dòng)軌跡。如圖1所示，絕緣光滑圓軌道豎直放在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球位于軌道內(nèi)側(cè)的最高點(diǎn)A處。小球由靜止釋放后沿直線打到與圓心O等高的B點(diǎn)；當(dāng)給小球一個(gè)水平方向的初速度，小球恰能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)。小球可視為質(zhì)點(diǎn)，已知圓軌道的半徑為R，重力加速度為g。
（1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E1大小。
（2）求小球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)A點(diǎn)的動(dòng)能Ek。
（3）將原電場(chǎng)更換為如圖2所示的交變電場(chǎng)（正、負(fù)號(hào)分別表示與原電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同或相反），小球在A點(diǎn)由靜止釋放，欲使小球能在一個(gè)周期（T未知）內(nèi)恰能運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)C，且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不與圓軌道相碰，試求所加電場(chǎng)強(qiáng)度E2不應(yīng)大于多少。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：140引用：6難度：0.4
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1．如圖1所示，A、B是一對(duì)平行的金屬板，在兩板間加上一周期為T的交變電壓U，A板的電勢(shì)UA=0，B板的電勢(shì)UB隨時(shí)間發(fā)生周期性變化，規(guī)律如圖2所示。現(xiàn)有一電子從A板上的小孔進(jìn)入兩板間的電場(chǎng)區(qū)內(nèi)，設(shè)電子的初速度和重力的影響均可忽略。則下列說(shuō)法正確的是（ ）
發(fā)布：2024/11/16 9:30:1組卷：137引用：5難度：0.4 -
2．多級(jí)加速器原理如圖左所示，多個(gè)橫截面積相同的金屬圓筒0，l,2，3…n依次排列，其中心軸線在同一直線上，圓筒的長(zhǎng)度依照一定的規(guī)律依次增加。圓簡(jiǎn)和交變電源兩極交替相連，交變電壓變化規(guī)律如圖右所示，在t=0時(shí)，奇數(shù)圓筒相對(duì)偶數(shù)圓筒的電勢(shì)差為正值，此時(shí)位于序號(hào)為0的金屬圓板中央的一個(gè)電子，在電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始加速，沿中心軸線沖進(jìn)圓筒。若已知電子的質(zhì)量為m,電子電荷量為e,電壓的絕對(duì)值為U，周期為T，電子通過(guò)圓筒間隙的時(shí)間忽略不計(jì)。為使電子能不斷加速，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ?。?br />
發(fā)布：2024/10/12 13:0:2組卷：100引用：1難度：0.5 -
3．如圖1，質(zhì)子在電勢(shì)差為U0的加速電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，然后射入電勢(shì)差為U1的兩塊水平正對(duì)的金屬極板AB的中央，入射方向跟極板平行。已知極板長(zhǎng)L，間距d,質(zhì)子質(zhì)量m,電荷量+q,整個(gè)裝置處在真空中，質(zhì)子的重力可忽略不計(jì)。求：
（1）質(zhì)子從加速電場(chǎng)射出時(shí)的速度v0；
（2）若質(zhì)子恰好從A板邊緣射出，則U1為多大；
（3）若在AB板間加上如圖2所示的交變電壓，大小仍為（2）中的U1（電壓為正時(shí)B板帶正電），要使質(zhì)子能從極板中央水平射出電場(chǎng)，則電壓的周期T應(yīng)滿足什么條件？在滿足條件的周期取最大值時(shí)，大致畫出質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)軌跡。發(fā)布：2024/10/16 4:0:1組卷：46引用：1難度：0.5
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