如圖所示，同一豎直線的A、B兩點(diǎn)固定有等量異種點(diǎn)電荷，電量為q，正負(fù)如圖所示，△ABC為一等邊三角形（邊長為L），CD為AB邊的中垂線，且與右側(cè)豎直光滑圓弧軌道的最低點(diǎn)C相切，已知圓弧的半徑為R，現(xiàn)把質(zhì)量為m帶電量為+Q的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）由圓弧的最高點(diǎn)M靜止釋放，到最低點(diǎn)C時速度為v0．已知靜電力恒量為k，現(xiàn)取D為電勢零點(diǎn)，求：

（1）在等量異種電荷A、B的電場中，M點(diǎn)的電勢φM

（2）在最低點(diǎn)C軌道對小球的支持力FN多大？


考點(diǎn)：

動能定理的應(yīng)用；電勢差；電勢能．

專題：

動能定理的應(yīng)用專題．

分析：

（1）根據(jù)動能定理求出QC兩點(diǎn)間的電勢差，因?yàn)榈攘慨惙N電荷的垂直平分線是等勢線，所以C、D的電勢相等，則C點(diǎn)的電勢等于0，所以M點(diǎn)的電勢等于MC的電勢差．

（2）小球在C點(diǎn)受重力、支持力、等量異種電荷的庫侖力，根據(jù)牛頓第二定律求出在最低點(diǎn)C軌道對小球的支持力．

解答：

解：（1）小球由最高點(diǎn)M運(yùn)動到C的過程中，由動能定理得，

mgR+QUMC=

可得MC兩點(diǎn)的電勢差UMC=

又等量異種電荷中垂線上的電勢相等，即C、D是等電勢的，M點(diǎn)的電勢．

（2）+Q到達(dá)最低點(diǎn)C時，+q與﹣q對其的電場力F1、F2是大小相等的，有：

又因?yàn)椤鰽BC為等邊三角形，知F1、F2的夾角是120°，所以二者的合力為，且方向豎直向下的．

由牛頓第二定律得，

整理得，軌道對小球的支持力．

答：（1）在等量異種電荷A、B的電場中，M點(diǎn)的電勢為．

（2）在最低點(diǎn)C軌道對小球的支持力．

點(diǎn)評：

本題綜合運(yùn)用了動能定理、牛頓第二定律，關(guān)鍵是正確地進(jìn)行受力分析，運(yùn)用合適的規(guī)律進(jìn)行求解．

　

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖a為沿x軸傳播的簡諧橫波在t=1s時刻的波形圖象，圖b為某質(zhì)點(diǎn)的振動圖象，由圖象可知，下列說法中正確的是（　�。�

　 A． 該簡諧橫波一定沿x軸正向傳播，速度大小為1m/s

　 B． 圖b可能為位于O的質(zhì)點(diǎn)的振動圖象

　 C． t=2s時刻，質(zhì)點(diǎn)P的速度一定最大，且一定沿y軸負(fù)向

　 D． t=3s時刻，質(zhì)點(diǎn)Q的速度一定最大，且一定沿y軸負(fù)向

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：


為研究太陽系內(nèi)行星的運(yùn)動，需要知道太陽的質(zhì)量，已知地球半徑為R，地球質(zhì)量為m，太陽與地球中心間距為r，地球表面的重力加速度為g地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期為T．則太陽的質(zhì)量為（　�。�

　 A．  B．

　 C．  D．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：


若用假想的引力場線描繪質(zhì)量相等的兩星球之間的引力場分布，使其它質(zhì)點(diǎn)在該引力場中任意一點(diǎn)所受引力的方向沿該點(diǎn)引力場線的切線上，指向箭頭方向．則描述該引力場的引力場線分布圖是（　�。�

　

A．

B．

C．

D．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：


在如圖所示電路中，閉合電鍵 S，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭 P 向下滑動時，四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電表的示數(shù)分別用 I、U1、U2 和 U3 表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用△I、△U1、△U2 和△U3 表示．下列比值正確的是（　�。�

　

A．

 不變，不變

B．

變大，變大

　

C．

 變大，不變

D．

變大， 不變

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，圖中虛線為勻強(qiáng)電場中與場強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線，兩粒子M、N質(zhì)量相等，所帶電量數(shù)值也相等，現(xiàn)將M、N從虛線上O點(diǎn)以相同速率射出，兩粒子在電場中運(yùn)動的軌跡分別如圖中兩條實(shí)線所示．點(diǎn)a、b、c為實(shí)線與虛線的交點(diǎn)，已知O點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)．若不計(jì)重力，則（　�。�

　

A．

M帶負(fù)電荷，N帶正電荷

　

B．

N在a點(diǎn)的速度與M在c點(diǎn)的速度大小相同

　

C．

M和N兩粒子在電場中運(yùn)動的加速度相同

　

D．

N從O點(diǎn)運(yùn)動至a點(diǎn)的過程中克服電場力做功

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，質(zhì)量m的滑塊以一定初速度滑上傾角為θ的固定斜面，同時施加一沿斜面向上的恒力F=mgsinθ；已知滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=tanθ，取出發(fā)點(diǎn)為參考點(diǎn)，能正確描述滑塊運(yùn)動到最高點(diǎn)過程中產(chǎn)生的熱量Q，滑塊動能Ek、勢能Ep、機(jī)械能E隨時間t、位移s關(guān)系的是（　　）

　

A．

B．

C．

D．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：


我國研制并成功發(fā)射的“嫦娥二號”探測衛(wèi)星，在距月球表面高度為h的軌道上做勻速圓周運(yùn)動，運(yùn)行的周期為T．若以R表示月球的半徑，則（　　）

　

A．

衛(wèi)星運(yùn)行時的向心加速度為

　

B．

衛(wèi)星運(yùn)行時的線速度為

　

C．

物體在月球表面的重力加速度為

　

D．

月球的第一宇宙速度為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場中的兩根足夠長、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距l(xiāng)m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37°角，下端連接阻值為R的電阻．勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直．質(zhì)量為0.2kg、電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25．求：

（1）求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時的加速度大�。�

（2）當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時，電阻R消耗的功率為8W，求該速度的大��；

（3）在上問中，若R=2Ω，金屬棒中的電流方向由a到b，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向．

（g=10rn/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案