（16分）如图所示，矩形区域 MNPQ 内有水平向右的匀强电场，虚线框外为真空区域；半径为...

（16分）如图所示，矩形区域 MNPQ 内有水平向右的匀强电场，虚线框外为真空区域；半径为 R、内壁光滑、内径很小的绝缘半圆管 ADB 固定在竖直平面内，直径 AB 垂直于水平虚线 MN，圆心 O 恰在 MN 的中点，半圆管的一半处于电场中。

一质量为 m，可视为质点的带正电小球从半圆管的 A 点由静止开始滑入管内，小球从B 点穿出后，能够通过 B 点正下方的 C 点。重力加速度为 g，小球在 C 点处的加速度大小为5g/3。求：

（1）小球所受电场力的大小；

（2）小球在 B 点时，对半圆轨道的压力大小；

（3）虚线框 MNPQ 的宽度和高度满足的条件。

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如图所示，竖直放置两块金属板MQ、NP水平距离为d,内有水平向右的匀强电场，半径为R、内壁光滑、内径很小的绝缘四分之一圆管AB固定在竖直平面内，半径0A沿水平方向，圆心O恰在MN的中点．一质量为m，可视为质点的带正电，电荷量为q的小球从管口A点的正上方h=2R由静止开始自由下落，刚好无阻力进入管内，小球从B点穿出后没有跟金属板接触，恰好通过B点正下方的C点．重力加速度为g，小球在C点处的加速度大小为,求：

(1) 两块金属板之间的电势差U；

(2) 小球在到达B点时，半圆轨道对它作用力的大小；

(3) 小球从B点计时运动到C点过程中，小球的动能最小值多大。

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内壁光滑绝缘的真空细玻璃管竖直放置，其A、B端分别固定一个带电小球a和b，另一带电的小球c(其直径略小于管内径)位于A、B的中点O，处于静止状态，如图所示．三小球均带正电，轻晃玻璃管后，可观察到小球c会在O位置上、下附近的M、N点间运动．下列判断正确的是

A. 小球c在振动过程中机械能守恒

B. 小球a电量等于小球b电量

C. 小球c从O点运动到N点的过程中，电场力做负功

D. 小球c从M点运动到O点的过程中，电场力做正功

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如图所示，内壁光滑、内径很小的1/4圆弧管固定在竖直平面内，圆弧的半径r为0.2m，质量为0.06kg，带电荷量为q=8×10-3C，略小于圆弧截面的带电小球，从与0点等高的A点沿圆管内由静止运动到最低点B，然后从B点进入板距d=0.08 m的两平行板电容器后刚好能在水平方向上做匀速直线运动，且此时电路中的电动机刚好能正常工作。已知电源的电动势为12V，内阻为1Ω，定值电阻R的阻值为6Ω，电动机的内阻为0.5Ω.求(取g=10m/s²)

(1)小球到达B点时的速度；

(2)电容器两端电压为多大；

(3)电动机的机械功率。

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某“电场抛射装置”如图所示。两正对平行金属板 A、 B 竖直放置，相距为 d，两板间固定一内壁光滑的绝缘细直管 CD，细管与水平面的夹角为 37° 。一质量为 m、带电量为 +q 的小球（半径略小于细管半径）从管口 C 处无初速释放，经板间电场加速后从另一管口 D 射出，恰好水平进入到与细管处在同一竖直平面的四分之三圆弧轨道的最低点 M， M 点与 C 点的高度差也为d。重力加速度为 g， sin37°=0.6， cos37°=0.8。求：

（1）小球从管口 D 运动到 M 点所用的时间；

（2）电场力对小球做功多少？

（3）现在在四分之三圆弧轨道所在的平面内加一水平向右的匀强电场，其场强大小为2mg/q。要使小球在圆弧轨道上运动的过程中始终不脱离轨道，求圆弧轨道半径的取值范围。

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如图所示的“S”型玩具轨道，该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，放置在竖直平面内，轨道弯曲部分是由两个半径相等的半圆对接而成，圆半径比细管内径大得多，轨道底端与水平地面相切，轨道在水平方向不可移动，弹射装置将一个小球可视为质点从a点水平弹射出，以速度从b点进入轨道，经过轨道后从最高点d水平抛出抛出后小球不会再碰轨道，不计其它机械能损失，圆的半径，小球质量，玩具轨道质量为，，求：

若，小球从最高点d抛出后的水平射程；

若，小球经过轨道的最高点d时，管道对小球作用力的大小和方向；

设小球进入轨道之前，轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力，那么当小球经过两半圆的对接处c点时，要使轨道对地面的压力为零，至少为多大？

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（20分）如图所示的“S”字形玩具轨道，该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，固定在竖直平面内，轨道弯曲部分是由两个半径相等的半圆连结而成，圆半径必细管内径大得多，轨道底端与水平地面相切。弹射装置将一个小球（可视为质点）从点水平弹射向点并进入轨道，经过轨道后从点水平抛出，已知小物体与地面 段间的动摩擦因数，不计其它机械能损失， 段长，圆的半径，小物体质量，轨道质量为，，求：

（1）若，小物体从点抛出后的水平射程；

（2）若，小物体经过轨道的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向；

（3）设小球进入轨道之前，轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力，当至少为多大时，可出现轨道对地面的瞬时压力为零。

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