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14.如圖,在光滑、絕緣的水平桌面上固定放置一光滑、絕緣的擋板ABCD,AB段為直線擋板,BCD段是半徑為R的圓弧擋板,擋板處于場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中,電場方向與圓直徑MN平行.現(xiàn)有一帶電量為q、質(zhì)量為m的小球由靜止從擋板內(nèi)側(cè)上的A點(diǎn)釋放,并且小球能沿?fù)醢鍍?nèi)側(cè)運(yùn)動到D點(diǎn)拋出,則(  )
A.小球運(yùn)動到N點(diǎn)時,擋板對小球的彈力可能為零
B.小球運(yùn)動到N點(diǎn)時,擋板對小球的彈力可能為Eq
C.小球運(yùn)動到M點(diǎn)時,擋板對小球的彈力可能Eq
D.小球運(yùn)動到C點(diǎn)時,擋板對小球的彈力一定大于mg

分析 根據(jù)小球的運(yùn)動情況,可知小球的合力方向,得知小球的電場力方向,從而得知小球的電性.小球沿?fù)醢鍍?nèi)側(cè)運(yùn)動,根據(jù)AB段垂直于擋板方向上的合力為零,判斷電場力與重力的大小關(guān)系.然后確定小球運(yùn)動過程中的等效最高點(diǎn)與大小最低點(diǎn).小球在等效最高點(diǎn)存在臨界條件,在等效最低點(diǎn)對軌道的壓力最大

解答 解:小球從靜止A點(diǎn)釋放,能沿?fù)醢鍍?nèi)側(cè)運(yùn)動到D點(diǎn)拋出,知小球在AB段的合力方向沿AB向下,則電場力方向水平向右,小球一定帶正電;
小球受到的合力方向沿AB向下,所以小球在圓軌道內(nèi)運(yùn)動的過程中,圓軌道的等效最高點(diǎn)在MD到最高點(diǎn)間,圓軌道的等效最低點(diǎn)是的延長線與右下方軌道的交點(diǎn),位于N與C之間.
AB、小球運(yùn)動到N點(diǎn)時,電場力方向水平向右,小球水平方向的合力提供圓周運(yùn)動向心力,故擋板對小球的彈力大于電場力qE,故AB均錯誤;
C、小球運(yùn)動到M點(diǎn)時水平方向的合力提供圓周運(yùn)動向心力,擋板對小球的作用力為qE,故C正確;
D、當(dāng)小球在點(diǎn)C時的速度大于0,小球豎直方向所受彈力提供小球圓周運(yùn)動向心力,整個軌道是在水平面上,而不是豎直平面,所以c點(diǎn)彈力與重力無法比較,故D錯誤.
故選:C

點(diǎn)評 本題考查了帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動和牛頓第二定律的綜合運(yùn)用,關(guān)鍵是確定物體運(yùn)動過程中的等效最高點(diǎn)與等效最低點(diǎn),確定各點(diǎn)小球?qū)︓壍赖膲毫Φ拇笮£P(guān)系

練習(xí)冊系列答案
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同步練習(xí)冊答案
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