Question

如圖所示，內(nèi)壁光滑、內(nèi)徑很小的1/4圓弧管固定在豎直平面內(nèi)，圓弧的半徑為0.2m，在圓心O處固定一個(gè)電荷量為-.0×C的點(diǎn)電荷。質(zhì)量為0.06kg、略小于圓管截面的帶電小球,從與O點(diǎn)等高的A點(diǎn)沿圓管內(nèi)由靜止運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B ,到達(dá)B點(diǎn)小球剛好與圓弧沒有作用力，然后從B點(diǎn)進(jìn)入板距d= 0.08m的兩平行板電容器后剛好能在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),且此時(shí)電路中的電動(dòng)機(jī)剛好能正常工作。已知電源的電動(dòng)勢(shì)為12V,內(nèi)阻為1Ω,定值電阻R的阻值為6Ω，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為0.5Ω.求（取g=10m/s²,靜電力常量k="9.0" ×10⁹ N·m²/C²）

（1）小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度；

（2）小球所帶的電荷量；

（3）電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率。

 

Answer 1

【答案】

(1)=2m/s (2)8×10^-3C (3)

【解析】

試題分析：(1)由機(jī)械能守恒得,      ①     2分

解得，=2m/s         ②     1分

(2)到達(dá)B點(diǎn)恰好作用力為0,由牛頓第二定律得

        ③     1分

 解得，＝8×10^-3C       ④     1分

(3)設(shè)電容器兩端電壓為U，由二力平衡得

    ⑤    1分

由歐姆定律得             ⑥    1分

所以，電動(dòng)機(jī)兩端電壓，     ⑦    1分

       ⑧    1分

聯(lián)立解得，         ⑨     1分

考點(diǎn)：考查了牛頓第二定律以及機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用

點(diǎn)評(píng)：該題的綜合性較強(qiáng)，涉及的知識(shí)點(diǎn)比較多，關(guān)鍵是從題中找出突破口，比如求B點(diǎn)的速度，然后根據(jù)不同性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，選擇對(duì)應(yīng)的規(guī)律公式