【題目】如圖所示，用長為2L的絕緣輕桿連接兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球A和B置于光滑絕緣的水平面上，A球的帶電量為，B球的帶電量為，構(gòu)成一個(gè)帶電系統(tǒng)（它們均可視為質(zhì)點(diǎn)，不考慮兩者間相互作用的庫侖力），現(xiàn)讓小球A處在有界的電場區(qū)域內(nèi)，已知虛線MP位于細(xì)桿的中垂線上，MP的左側(cè)沒有電場，右側(cè)有勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為E，方向水平向右，從靜止釋放帶電系統(tǒng)（忽略帶電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程中所產(chǎn)生的磁場效應(yīng)），求：

（1）帶電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的最大速度為多少？

（2）帶電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程中，B球電勢能增加的最大值為多少？

（3）若小球B帶電量為，其它物理量不變，帶電系統(tǒng)仍由圖示位置靜止釋放，經(jīng)時(shí)間t小球B進(jìn)入電場，又經(jīng)時(shí)間2t小球B第一次回到初始位置，則小球B的帶電量多少？

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

試題分析：（1）小球B剛進(jìn)入電場時(shí)帶電系統(tǒng)具有最大速度，從釋放帶電系統(tǒng)到小球B剛進(jìn)入電場的過程中，由動(dòng)能定理：，則：。

（2）當(dāng)帶電系統(tǒng)速度第一次為零，B克服電場力做功最多，B增加的電勢能最多，設(shè)B球在電場中的最大位移為x，由動(dòng)能定理：，得到：

所以B電勢能增加的最大值為：。

（3）系統(tǒng)全過程分三個(gè)階段：

第一階段：B球進(jìn)入電場前的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，加速度，速度變化量

則：

第二階段：A、B在電場中勻變速運(yùn)動(dòng)時(shí)間，加速度，速度變化量

第三階段：B球出電場時(shí)到初始位置，時(shí)間，加速度，速度變化量

根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對稱性：，則，系統(tǒng)全過程速度變化量為零

則：

可以得到：。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】現(xiàn)要組裝一個(gè)由熱敏電阻控制的報(bào)警系統(tǒng)，要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過60 ℃時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警。提供的器材有：熱敏電阻，報(bào)警器（內(nèi)阻很小，流過的電流超過時(shí)就會(huì)報(bào)警），電阻箱（最大阻值為999.9 Ω），直流電源（輸出電壓為U，內(nèi)阻不計(jì)），滑動(dòng)變阻器（最大阻值為1 000 Ω），滑動(dòng)變阻器（最大阻值為2 000 Ω），單刀雙擲開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。

在室溫下對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，已知U約為18 V，約為10 mA；流過報(bào)警器的電流超過20 mA時(shí)，報(bào)警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60 ℃時(shí)阻值為650.0 Ω。

（1）在答題卡上完成待調(diào)節(jié)的報(bào)警系統(tǒng)原理電路圖的連線。

（2）在電路中應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器________（填“”或“”）。

（3）按照下列步驟調(diào)節(jié)此報(bào)警系統(tǒng)：

①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，這一阻值為______Ω；滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于______（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是______。

②將開關(guān)向______（填“c”或“d”）端閉合，緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直至______。

（4）保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，將開關(guān)向另一端閉合，報(bào)警系統(tǒng)即可正常使用。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一兒童玩具靜止在水平地面上，一個(gè)幼兒沿與水平面成53°角的恒力拉著它沿水平面運(yùn)動(dòng)，已知拉力F=4．0N，玩具的質(zhì)量m=0．5kg，經(jīng)過時(shí)間t=2．0s，玩具移動(dòng)了距離x=4．8m，這時(shí)幼兒松開手，玩具又滑行了一段距離后停下．

（1）全過程玩具的最大速度是多大？

（2）松開手后玩具還能運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)？（取g=10m/s2．sin53°=0．8，cos53°=0．6）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】平面OM和平面ON之間的夾角為30°，其橫截面（紙面）如圖所示，平面OM上方存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向外。一帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q（q>0）。粒子沿紙面以大小為v的速度從OM的某點(diǎn)向左上方射入磁場，速度與OM成30°角。已知該粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡與ON只有一個(gè)交點(diǎn)，并從OM上另一點(diǎn)射出磁場。不計(jì)重力。粒子離開磁場的出射點(diǎn)到兩平面交線O的距離為

A． B． C． D．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某學(xué)校興趣小組對一輛玩具遙控小車的性能進(jìn)行研究：首先讓小車在水平的地面上沿直線運(yùn)動(dòng)，記錄下小車運(yùn)動(dòng)全過程，然后通過對測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到如圖所示的v －t圖象。已知遙控小車在0～2s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，2s～10s內(nèi)小車牽引力的功率保持不變，在10s末停止遙控讓小車自由滑行。若小車質(zhì)量m＝1kg，設(shè)整個(gè)過程中小車受到的阻力大小不變。求：

（1）小車在0～2s 和10s～13s的加速度

（2）在2s～10s內(nèi)小車牽引力的功率

（3）小車在加速運(yùn)動(dòng)過程中的總位移

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，固定在地面的斜面體上開有凹槽，槽內(nèi)緊挨放置六個(gè)半徑均為r的相同小球，各球編號如圖。斜面與水平軌道OA平滑連接，OA長度為6r。現(xiàn)將六個(gè)小球由靜止同時(shí)釋放，小球離開A點(diǎn)后均做平拋運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切摩擦。則在各小球運(yùn)動(dòng)過程中，下列說法正確的是（ ）

A．球1的機(jī)械能守恒 B．球6在OA段機(jī)械能增大

C．球6的水平射程最大 D．有三個(gè)球落地點(diǎn)相同

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了節(jié)省能量，某商場安裝了智能化的電動(dòng)扶梯。無人乘行時(shí)，扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢；有人站上扶梯時(shí)，它會(huì)先慢慢加速，再勻速運(yùn)轉(zhuǎn)。一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個(gè)過程，如圖所示。那么下列說法中正確的是（）

A. 顧客始終受到三個(gè)力的作用

B. 顧客始終處于超重狀態(tài)

C. 顧客對扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下

D. 顧客對扶梯作用力的方向先指向右下方，再豎直向下

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】(12分)如圖所示，傾角的斜面AB與水平面平滑連接于B點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)之間的距離s0=3 m，質(zhì)量m=3 kg的小物塊與斜面及水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。當(dāng)小物塊從A點(diǎn)由靜止開始沿斜面下滑的同時(shí)，對小物塊施加一個(gè)水平向左的恒力F。取g=10 m／s2。

（1）若F=10 N，小物塊從A點(diǎn)由靜止開始沿斜面運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)撤去恒力F，求小物塊在水平面上滑行的距離s。（sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）

（2）為確保小物塊不離開斜面，該恒力的最大值為多大?

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，電壓為U的兩塊平行金屬板MN，M板帶正電。x軸與金屬板垂直，原點(diǎn)O與N金屬板上的小孔重合，在O≤X≤d區(qū)域存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場B1 （圖上未畫出）和沿y軸負(fù)方向大小為的勻強(qiáng)電場，B1與E在y軸方向的區(qū)域足夠大。有一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為q的帶正電粒子（粒子重力不計(jì)），從靠近M板內(nèi)側(cè)的P點(diǎn) （P點(diǎn)在x軸上）由靜止釋放后從N板的小孔穿出后沿x軸做直線運(yùn)動(dòng)；若撤去磁場B1，在第四象限x>d的某區(qū)域加上左邊界與y軸平行且垂直紙面的勻強(qiáng)磁場B2（圖上未畫出），為了使粒子能垂直穿過x軸上的Q點(diǎn)，Q點(diǎn)坐標(biāo)為（）。求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小與方向；

（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小與方向；

（3）粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)所用的時(shí)間t。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案