如圖(甲)所示,水平面被豎直線PQ分為左、右兩部分,左部分光滑,范圍足夠大,上方存在水平向右的勻強(qiáng)電場,右部分粗糙.一質(zhì)量為m=2 kg,長為L的絕緣體制成的均勻帶正電直棒AB置于水平面上,A端距PQ的距離為s=3 m,給棒一個(gè)水平向左的初速度v0,并以此時(shí)作為計(jì)時(shí)的起點(diǎn),棒在最初2 s的運(yùn)動圖像如圖(乙)所示.2 s末棒的B端剛好進(jìn)入電場,已知直棒單位長度帶電荷量為λ=0.1 C/m,取重力加速度g=10 m/s2.求:

(1)直棒的長度;

(2)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E;

(3)直棒最終停在何處.


解析:(1)0～2 s內(nèi),棒運(yùn)動的位移

s1= t=t=4 m

棒長為L=s1-s=1 m.

(2)由題圖(乙)知,棒在向左運(yùn)動至B端剛好進(jìn)入電場的過程,棒的加速度一直不變?yōu)閍==0.5 m/s2.

直棒所帶電荷量q=λL=0.1 C

當(dāng)B端剛進(jìn)入電場時(shí)有qE=ma

得出E==10 N/C.

(3)AB棒未進(jìn)入電場前有μmg=ma

得出μ==0.05

棒B端進(jìn)入電場后向左減速然后返回出電場直到最終停止,設(shè)A端在PQ右側(cè)與PQ相距為x.

由動能定理得

--μmgx=0-m

解得x=2.25 m

故A端在PQ右邊且距PQ為2.25 m.

答案:(1)1 m　(2)10 N/C

(3)A端距PQ2.25 m,在PQ右邊


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


關(guān)于曲線運(yùn)動，下列說法中正確的是

A．曲線運(yùn)動的加速度一定是變化的

B．曲線運(yùn)動速度的大小可能不變      

C．曲線運(yùn)動不一定都是變速運(yùn)動

D．物體在恒定合外力作用下不可能做曲線運(yùn)動

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科目：高中物理 來源： 題型：


以下說法正確的是（　�。�

A．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象

B．根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場

C．電場強(qiáng)度是用比值法定義，因而電場強(qiáng)度與電場力成正比，與試探電荷的電量成反比

D．法拉第通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了在磁場中產(chǎn)生電流的條件

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，在同一平面內(nèi)邊長均為l的正方形區(qū)域abcd和cdef中．分別存在平行于ab方向的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場．質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子，以速度υ0沿ad方向從a點(diǎn)射入電場，并從dc邊的中點(diǎn)O射出，不計(jì)重力．

（1）求電場強(qiáng)度的大小；

（2）若粒子垂直于ef邊界射出磁場，求它在電、磁場中運(yùn)動的總時(shí)間；

（3）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在什么范圍內(nèi)時(shí)，粒子才能從de邊界射出磁場？

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示,xOy平面是無窮大導(dǎo)體的表面,該導(dǎo)體充滿z<0的空間,z>0的空間為真空.將電荷量為q的點(diǎn)電荷置于z軸上z=h處,則在xOy平面上會產(chǎn)生感應(yīng)電荷.空間任意一點(diǎn)處的電場皆是由點(diǎn)電荷q和導(dǎo)體表面上的感應(yīng)電荷共同激發(fā)的.已知靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零,則在z軸上z=處的電場強(qiáng)度大小為(k為靜電力常量)(　　)

 

A.k B.k C.k D.k

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科目：高中物理 來源： 題型：


空間中P、Q兩點(diǎn)處各固定一個(gè)點(diǎn)電荷,其中P點(diǎn)處為正電荷,P、Q兩點(diǎn)附近電場的等勢面分布如圖所示,a、b、c、d為電場中的4個(gè)點(diǎn).則(　　)

 

A.P、Q兩點(diǎn)處的電荷等量同種

B.a點(diǎn)和b點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同

C.c點(diǎn)的電勢低于d點(diǎn)的電勢

D.負(fù)電荷從a到c,電勢能減少

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科目：高中物理 來源： 題型：


 “電子能量分析器”主要由處于真空中的電子偏轉(zhuǎn)器和探測板組成.偏轉(zhuǎn)器是由兩個(gè)相互絕緣、半徑分別為RA和RB的同心金屬半球面A和B構(gòu)成,A、B為電勢值不等的等勢面,其過球心的截面如圖所示.一束電荷量為e、質(zhì)量為m的電子以不同的動能從偏轉(zhuǎn)器左端M板正中間小孔垂直入射,進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域,最后到達(dá)偏轉(zhuǎn)器右端的探測板N,其中動能為Ek0的電子沿等勢面C做勻速圓周運(yùn)動到達(dá)N板的正中間.忽略電場的邊緣效應(yīng).

(1)判斷半球面A、B的電勢高低,并說明理由;

(2)求等勢面C所在處電場強(qiáng)度E的大小;

(3)若半球面A、B和等勢面C的電勢分別為φA、φB和φC,則到達(dá)N板左、右邊緣處的電子,經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場前、后的動能改變量ΔEk左和ΔEk右分別為多少?

(4)比較|ΔEk左|和|ΔEk右|的大小,并說明理由.

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖,平行板電容器的兩個(gè)極板與水平地面成一角度,兩極板與一直流電源相連.若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過電容器,則在此過程中,該粒子(　　)

A.所受重力與電場力平衡 B.電勢能逐漸增加

C.動能逐漸增加       D.做勻變速直線運(yùn)動

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，靜止在光滑水平面上的小車質(zhì)量為M=20kg. 從水槍中噴的水柱，橫截面積為S=10cm2，速度為v=10m/s，水的密度為ρ=1.0×103kg/m3. 若用水槍噴出的水從車后沿水平方向沖擊小車的前壁，且沖擊到小車前壁的水全部沿前壁淌入小車中.

(1) 求當(dāng)有質(zhì)量為m=5kg的水進(jìn)入小車時(shí)，小車的速度大��；

(2) 若將小車固定在水平面上，且水沖擊到小車前壁后速度立即變?yōu)榱�，求水對小車的沖擊力大小。

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