5.如圖所示,水平放置的兩平行金屬板與一直流電源相連,一帶正電的粒子僅在重力和電場(chǎng)力作用下以初速度沿圖中直線從A運(yùn)動(dòng)到B,現(xiàn)將平行金屬板分別以O(shè)、O′為圓心在平面內(nèi)同向旋轉(zhuǎn)相同角度(角度不太大,致平行金屬板并不會(huì)與AB線相交)后,對(duì)該粒子的運(yùn)動(dòng)情況分析正確的是( 。
A.粒子的重力勢(shì)能可能會(huì)變小
B.若平行金屬板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),則帶電粒子一定能夠沿直線從A運(yùn)動(dòng)到B
C.若平行金屬板順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),則帶電粒子電勢(shì)能一定減小
D.無論平行金屬板如何轉(zhuǎn)動(dòng),帶電粒子的動(dòng)能一定增加

分析 帶電粒子原來沿直線運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力與重力平衡.當(dāng)將平行金屬板分別以O(shè)、O′為圓心在平面內(nèi)同向旋轉(zhuǎn)相同角度時(shí),此時(shí)P受到重力、電場(chǎng)力,合力向左或向右,故粒子做水平做勻變速直線運(yùn)動(dòng),再分析粒子的動(dòng)能和電勢(shì)能的變化.

解答 解:設(shè)板間距離原來為d.帶電粒子原來僅在重力和電場(chǎng)力作用下沿水平直線運(yùn)動(dòng),所受的電場(chǎng)力和重力必定平衡,粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng),則電場(chǎng)力方向應(yīng)豎直向上,大小與重力相等,即有mg=qE=q$\frac{U}jznvpt7$.
若平行金屬板順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)較小角度α,此時(shí)粒子受到豎直向下的重力、垂直金屬板的電場(chǎng)力,電場(chǎng)力方向與豎直方向的夾角為α,如圖.
,則由幾何知識(shí)得知:轉(zhuǎn)過α角時(shí),板間距離為dcosα,板間場(chǎng)強(qiáng)為E′=$\frac{U}{dcosα}$,電場(chǎng)力為F=qE′=$\frac{qU}{dcosα}$,電場(chǎng)力方向與豎直方向的夾角為α,豎直方向的分力為 Fcosα=$\frac{qU}rzht5n1$.則得 Fcosα=mg,此時(shí)粒子在豎直方向上受力平衡,其合力水平向右,故帶電粒子沿AB直線水平向右作勻加速直線運(yùn)動(dòng),重力不做功,重力不變,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,動(dòng)能增大.
同理,若平行金屬板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),則帶電粒子將沿AB直線水平向右作勻減速直線運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大,動(dòng)能減小,而且粒子不一定能運(yùn)動(dòng)到B.故C正確,ABD錯(cuò)誤.
故選:C

點(diǎn)評(píng) 本題要能根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況分析粒子的受力情況,也能根據(jù)粒子的受力情況判斷其運(yùn)動(dòng)情況,關(guān)鍵要正確受力分析,根據(jù)牛頓第二定律判斷運(yùn)動(dòng)情況.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為12V,電源內(nèi)阻為l.0Ω,電路中的電阻R0為1.5Ω,小型直流電動(dòng)機(jī)M的內(nèi)阻為0.5Ω,閉合開關(guān)S后,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),電流表的示數(shù)為2.0A.則以下判斷中正確的是( 。
A.電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為1.0VB.電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為7.0V
C.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為2.0WD.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為12W

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

16.如圖,一束光沿半徑方向射向一塊半圓形玻璃磚,在玻璃磚底面上的入射角為θ,經(jīng)折射后射出a、b兩束光線.則ABD.(填正確答案標(biāo)號(hào))
A.在玻璃中,a光的傳播速度小于b光的傳播速度
B.在真空中,a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)
C.玻璃磚對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率
D.若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大,則折射光線a首先消失
E.分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn),a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.有人在調(diào)試電路時(shí),用一個(gè)“100kΩ,$\frac{1}{8}$W”的電阻和一個(gè)“300kΩ,$\frac{1}{8}$W”的電阻串聯(lián),作為400kΩ的電阻使用,此時(shí)兩只串聯(lián)電阻允許耗散的最大功率為( 。
A.$\frac{1}{2}$WB.$\frac{1}{4}$WC.$\frac{1}{6}$WD.$\frac{1}{8}$W

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

20.在如圖所示的電路中,兩平行正對(duì)金屬板A、B水平放置,兩板間的距離d=4.0cm.電源電動(dòng)勢(shì)E=400V,內(nèi)電阻r=20Ω,電阻R1=1980Ω.閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后,帶負(fù)電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))恰好在兩極板間靜止.若小球所帶電荷量q=1.0×10-6C,質(zhì)量m=5.0×10-4kg,不考慮空氣阻力,忽略小球?qū)﹄娐返挠绊,取g=10m/s2.求:
(1)A、B兩金屬板間的電壓的大小U;
(2)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率P;
(3)電源的效率η.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

10.在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)使用了如圖所示的裝置.在實(shí)驗(yàn)過程中:

(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該與交流 (選填“交流”或“直流”)電源連接;在閉合電鍵前,將小車放置在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端.(選填“靠近滑輪”或“靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”)
(2)下圖是在此實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶.紙帶上面每打一點(diǎn)的時(shí)間間隔是0.02s,且每?jī)蓚(gè)記數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出.已知記數(shù)點(diǎn)之間的距離:S1=1.2cm,S2=2.4cm,S3=3.6cm,S4=4.8cm.
則:
①記數(shù)點(diǎn)3對(duì)應(yīng)的小車速度v3=0.42m/s;
②小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=1.2m/s2;
③記數(shù)點(diǎn)0對(duì)應(yīng)的小車速度v0=0.06m/s.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

17.用圖甲的裝置研究小車沿斜面在不同材料表面運(yùn)動(dòng)的情況.圖乙是某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz.

(1)圖乙中A至N各點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上連續(xù)打下的點(diǎn),根據(jù)刻度尺上的數(shù)據(jù)可以判斷,小車在A、E間(板面)做勻速直線運(yùn)動(dòng),在F、N間(布面)做勻減速直線運(yùn)動(dòng),
(2)M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的小車速度v=0.33m/s,加速度a=2.5m/s2(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

14.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)使用了如圖1所示的裝置,已知計(jì)時(shí)器打點(diǎn)頻率為50Hz.

(1)如圖2該同學(xué)得到一條紙帶,每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),在紙帶上連續(xù)取七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),自A點(diǎn)起,相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別為2.04cm、4.06cm、6.05cm、8.04cm、10.06cm、12.05cm,則打E點(diǎn)時(shí)小車的速度為0.905m/s,小車的加速度為2.00m/s2
(2)該同學(xué)要探究加速度a和拉力F的關(guān)系,應(yīng)該保持小車質(zhì)量M不變.
(3)該同學(xué)通過數(shù)據(jù)的處理做出了a-F圖象,如圖3所示,則
①圖中的直線不過原點(diǎn)的原因是平衡摩擦力時(shí)木板的右端墊得過高.
②此圖中直線發(fā)生彎曲的原因是隨著F的增大不再滿足沙桶質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量m<<M.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

15.所受重力G1=40N的砝碼懸掛在繩PA和PB的結(jié)點(diǎn)上.PA偏離豎直方向37°角,PB在水平方向,且連在所受重力為G2=100N的木塊上,木塊靜止于傾角為37°的斜面上,如圖所示,求:
(1)研究P求繩BP的拉力大小
(2)木塊與斜面間的彈力與摩擦力的大。

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同步練習(xí)冊(cè)答案