15．如圖所示，豎直平面內(nèi)有兩個(gè)水平固定的等量同種負(fù)點(diǎn)電荷，A、O、B在兩電荷連線的中垂線上，O為兩電荷連線中點(diǎn)，AO=OB=L，將一帶正電的小球由A點(diǎn)靜止釋放，小球可最遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)，已知小球的質(zhì)量為m、電量為q．若在A點(diǎn)給小球一初速度，則小球向上最遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)，重力加速度為g．則AO兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAO=$\frac{mgL}{q}$，該小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)速度大小為2$\sqrt{gL}$．

分析 中垂線下方場(chǎng)強(qiáng)向下，上方場(chǎng)強(qiáng)向上，根據(jù)電場(chǎng)力做功判斷電勢(shì)能變化；由動(dòng)能定理求解速度．

解答 解：由題意知從A到O，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，從O到B，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，故電荷電勢(shì)能的變化情況為先減小后增大；
設(shè)O點(diǎn)速度為V，由動(dòng)能定理：-mgL+qUAO=0
解得：UAO=$\frac{mgL}{q}$
從O到B，再由動(dòng)能定理，則有：-mgL-qUOB=0-$\frac{1}{2}$mV2
其中UOA=UOB
聯(lián)立解得：V=2$\sqrt{gL}$；
故答案為：$\frac{mgL}{q}$；2$\sqrt{gL}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系，關(guān)鍵是分析出場(chǎng)強(qiáng)的分布情況，結(jié)合力學(xué)知識(shí)即可解決問(wèn)題．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

5．如圖所示，質(zhì)量為M的木箱置于水平地面上，在其內(nèi)部頂壁固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧下與質(zhì)量為m的小球連接．當(dāng)小球上下振動(dòng)的過(guò)程中，木箱對(duì)地面壓力剛好等于0，求此時(shí)小球的加速度（　　）
A．$\frac{M+m}{m}g$，方向向上B．$\frac{M+m}{m}g$，方向向下C．$\frac{Mg}{m}$，方向向下D．$\frac{Mg}{m}$，方向向上

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

6．下列關(guān)于分子運(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是（　�。�
A．布朗觀察水中的花粉分子，發(fā)現(xiàn)花粉分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)
B．對(duì)于一定量的氣體，如果壓強(qiáng)不變，體積增大，那么它的內(nèi)能一定增大
C．一定量100℃的水變成100℃的水蒸汽，其內(nèi)能保持不變
D．如果氣體溫度升高，那么所有分子的速率都增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

3．如圖，質(zhì)量mA＞mB的兩個(gè)物體A、B疊放在一起，在豎直向上的力F作用下沿豎直墻面向上勻速運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)撤掉F，則物體A、B在沿粗糙墻面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，物體B的受力示意圖是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

10．某帶電物體沿一絕緣的傾斜軌道向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所帶電量不變．若空間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，已知物體經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為30J，后經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能減少10J，而重力勢(shì)能增加了30J，電勢(shì)能減少了35J．當(dāng)它繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)到速度為零時(shí)，在整個(gè)過(guò)程中，物體克服阻力做功（　�。�
A．15JB．30JC．45JD．60J

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

20．如圖所示，水平地面上有一質(zhì)量不計(jì)的支架ABCD，BD面光滑，傾角為37°，支架可繞固定轉(zhuǎn)軸A無(wú)摩擦自由轉(zhuǎn)動(dòng)，CA⊥AB，BC=CD=0.75m．在距離支架底端B為PB=3m處的P點(diǎn)有一靜止物塊，質(zhì)量為m=2kg，現(xiàn)對(duì)物塊施加一個(gè)與水平方向成θ=53°的恒力F，物塊向右開(kāi)始做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物塊到達(dá)支架底端B后恰好可以沿支架向上勻速運(yùn)動(dòng)，己知物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.45，不計(jì)空氣阻力和轉(zhuǎn)折點(diǎn)B處能量損失．（取g=10m/s2，sin37°=0.6，sin53°=0.8）求：

（1）恒力F的大�。�
（2）若到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤去恒力F，物塊沿支架向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，支架是否會(huì)翻倒？若不翻倒請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明？若翻倒，則物塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后再經(jīng)歷多久支架將翻倒？
（3）為保證物塊沖上支架而不翻倒，試求恒力F在物塊上的作用距離s的范圍？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

7．下面關(guān)于電場(chǎng)線的敘述正確的是（　　）
A．電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大
B．電場(chǎng)線是僅受電場(chǎng)力作用從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的電荷運(yùn)動(dòng)軌跡
C．電場(chǎng)線是客觀存在的，但任意兩條電場(chǎng)線都不會(huì)相交
D．沿電場(chǎng)方向，場(chǎng)強(qiáng)一定越來(lái)越小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

4．如圖所示，MON為固定的“L”形直角光滑絕緣板，ON置于水平地面上，P為一可移動(dòng)的光滑絕緣豎直平板．現(xiàn)有兩個(gè)帶正電小球A、B，小球A置于“L”形板的直角處，小球B靠在P板上且處于靜止?fàn)顟B(tài)，小球A、B位于同一豎直平面內(nèi)，若將P板緩慢向左平移，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．B對(duì)P板的壓力變大B．A對(duì)ON板的壓力變小
C．A、B間的距離不變D．A、B系統(tǒng)的電勢(shì)能減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

12．兩個(gè)人以恒定的相同速率同時(shí)從圓形軌道的A點(diǎn)出發(fā)，分別沿ABC和 ADC行走，如圖所示，直至相遇．則在這過(guò)程中，下列物理量相同的是（　�。�
A．路程B．位移C．相遇時(shí)的速度D．平均速度

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