如圖所示,在傾角為θ的絕緣斜面上,有相距為L的A、B兩點,分別固定著兩個帶電量均為Q的正點電荷。O為AB連線的中點,a、b是AB連線上兩點,其中。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小滑塊(可視為質(zhì)點)以初動能從a點出發(fā),沿AB直線向b點運動,其中小滑塊第一次經(jīng)過O點時的動能為,第一次到達b點時的動能恰好為零,已知靜電力常量為。求:

(1)兩個帶電量均為Q的正點電荷在a點處的合場強大小和方向;
(2)小滑塊由a點向b點運動的過程中受到的滑動摩擦力大。
(3)aO兩點間的電勢差。
(1) 方向沿斜面向上  (2) (3)

試題分析:(1)根據(jù)真空中點電荷的電場強度的表達式得:
A點處電荷在a處場強,方向沿斜面向上
B點處電荷在a處場強,方向沿斜面向下
根據(jù)電場的疊加原理,可知,在a點處的合場強大小和方向分別是:
,方向沿斜面向上
(2)由,O為AB連線的中點得:a、b關于O點對稱,則a點與b點等勢,即,小滑塊從a點運動到b點的過程中,電場力做功
設小滑塊與水平面間的摩擦力大小為f ,小滑塊從a點運動到b點的過程中,根據(jù)動能定理有

解得:
(3)小滑塊從a點運動到O點的過程中,根據(jù)動能定理
解得:
考點:本題考查了電學和力學的綜合應用。
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,質(zhì)量為M ="2.0" kg的小車A靜止在光滑水平面上,A的右端停放有一個質(zhì)量為m ="0.10" kg帶正電荷q ="5.0" ´10-2 C的小物體B,整個空間存在著垂直紙面向里磁感應強度B =2.0T的勻強磁場,F(xiàn)從小車的左端,給小車A一個水平向右的瞬時沖量I ="26" N·s,使小車獲得一個水平向右的初速度,此時物體B與小車A之間有摩擦力作用,設小車足夠長,g 取10m/s2。求:

(1)瞬時沖量使小車獲得的動能Ek;
(2)物體B的最大速度vm,并在v-t坐標系中畫出物體B的速度隨時間變化的示意圖像;
(3)在A與B相互作用過程中系統(tǒng)增加的內(nèi)能E

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(18分)如圖,空間存在勻強電場和勻強磁場,電場方向為y軸正方向,磁場方向垂直于xy平面(紙面)向外,電場和磁場都可以隨意加上或撤除,重新加上的電場或磁場與撤除前的一樣.一帶正電荷的粒子從P(x=0,y=h)點以一定的速度平行于x軸正向入射.這時若只有磁場,粒子將做半徑為R0的圓周運動;若同時存在電場和磁場,粒子恰好做直線運動.現(xiàn)在,只加電場,當粒子從P點運動到x=R0平面(圖中虛線所示)時,立即撤除電場同時加上磁場,粒子繼續(xù)運動,其軌跡與x軸交于M點.不計重力.求:

⑴粒子到達x=R0平面時速度方向與x軸的夾角以及粒子到x軸的距離;
⑵M點的橫坐標xM.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(8分)如圖所示,空間存在著電場強度E=2.5×102 N/C、方向豎直向上的勻強電場,在電場內(nèi)一長為L=0.5 m的絕緣細線一端固定于O點,另一端拴著質(zhì)量m=0.5 kg電荷量q=4×10-2 C的小球,F(xiàn)將細線拉至水平位置,將小球由靜止釋放,當小球運動到最高點時細線受到的拉力恰好達到它能承受的最大值而斷裂。取g=10 m/s2。求:

(1)小球的電性;
(2)細線能承受的最大拉力值。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(20分)如圖所示,一質(zhì)量為m、電荷量為q、重力不計的微粒,從傾斜放置的平行電容器I的A板處由靜止釋放,A、B間電壓為U1。微粒經(jīng)加速后,從D板左邊緣進入一水平放置的平行板電容器II,由C板右邊緣且平行于極板方向射出,已知電容器II的板長為板間距離的2倍。電容器右側(cè)豎直面MN與PQ之間的足夠大空間中存在著水平向右的勻強磁場(圖中未畫出),MN與PQ之間的距離為L,磁感應強度大小為B,在微粒的運動路徑上有一厚度不計的窄塑料板(垂直紙面方向的寬度很。,斜放在MN與PQ之間,=45°。求:

(1)微粒從電容器I加速后的速度大;
(2)電容器IICD間的電壓;
(3)假設粒子與塑料板碰撞后,電量和速度大小不變、方向變化遵循光的反射定律,碰撞時間極短忽略不計,微粒在MN與PQ之間運動的時間和路程。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)如圖所示,水平方向的勻強電場場強為E,場區(qū)寬度為L,豎直方向足夠長,緊挨著電場的是垂直于紙面向外的兩個勻強磁場區(qū)域,其磁感應強度分別為B和2B。一個質(zhì)量m,電荷量為q的帶正電粒子,其重力不計,從電場的邊界MN上的a點由靜止釋放,經(jīng)電場加速后進入磁場,經(jīng)過時間穿過中間磁場,進入右邊磁場后能按某一路徑再返回到電場的邊界MN上的某一點b,途中虛線為場區(qū)的分界面。求:

(1)中間場區(qū)的寬度d;
(2)粒子從a點到b點所經(jīng)歷的時間
(3)當粒子第n次返回電場的MN邊界時與出發(fā)點之間的距離。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(12分)如圖所示,在坐標系xOy中,y軸右側(cè)有一勻強電場;在第二、三象限內(nèi)有一有界勻強磁場,其上、下邊界無限遠,右邊界為y軸、左邊界為平行于y軸的虛線,磁場的磁感應強度大小為B,方向垂直紙面向里。一帶正電,電量為q、質(zhì)量為m的粒子以某一速度自磁場左邊界上的A點射入磁場區(qū)域,并從O點射出,粒子射出磁場的速度方向與x軸的夾角θ=45°,大小為v.粒子在磁場中的運動軌跡為紙面內(nèi)的一段圓弧,且弧的半徑為磁場左右邊界間距的倍。粒子進入電場后,在電場力的作用下又由O點返回磁場區(qū)域,經(jīng)過一段時間后再次離開磁場。已知粒子從A點射入到第二次離開磁場所用的時間恰好等于粒子在磁場中做圓周運動的周期。忽略重力的影響。求:

(1)粒子經(jīng)過A點時速度的方向和A點到x軸的距離;
(2)勻強電場的大小和方向;
(3)粒子從第二次離開磁場到再次到達磁場所用的時間。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

下圖是某裝置的垂直截面圖,虛線A1A2是垂直截面與磁場區(qū)邊界面的交線,勻強磁場分布在A1A2的右側(cè)區(qū)域,磁感應強度B="0.4" T,方向垂直紙面向外,A1A2與垂直截面上的水平線夾角為45°。A1A2在左側(cè),固定的薄板和等大的擋板均水平放置,它們與垂直截面交線分別為S1、S2,相距L="0.2" m。在薄板上P處開一小孔,P與A1A2線上點D的水平距離為L。在小孔處裝一個電子快門。起初快門開啟,一旦有帶正電微粒通過小孔,快門立即關閉,此后每隔T=3.0×10-3s開啟一此并瞬間關閉。從S1S2之間的某一位置水平發(fā)射一速度為v0的帶正電微粒,它經(jīng)過磁場區(qū)域后入射到P處小孔。通過小孔的微粒與檔板發(fā)生碰撞而反彈,反彈速度大小是碰前的0.5倍。

(1)經(jīng)過一次反彈直接從小孔射出的微粒,其初速度v0應為多少?
(2)求上述微粒從最初水平射入磁場到第二次離開磁場的時間。(忽略微粒所受重力影響,碰撞過程無電荷轉(zhuǎn)移。已知微粒的荷質(zhì)比C/kg。只考慮紙面上帶電微粒的運動)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電液滴從h高處自由下落,進入一個互相垂直的勻強電場和勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直于紙面,磁感應強度為B,電場強度為E.已知液滴在此區(qū)域中做勻速圓周運動,則圓周運動的半徑r為
A.B.
C.D.

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