如圖，一“c”形絕緣導(dǎo)軌豎直放置，處在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。左邊的半圓弧與水平桿ab、cd相切于a、c兩點(diǎn)，兩水平桿的高度差為h，桿長(zhǎng)為4L，0為ad、bc連線的交點(diǎn)，虛線MN、M'N'的位置如圖，其中aM=MM'=cN=NN'=L，M'b=N'd=2L。一質(zhì)量為m，帶電量為-q的小球穿在桿上。虛線MN左邊的導(dǎo)軌光滑，虛線MN右邊的導(dǎo)軌與小球之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。已知：在0處沒(méi)有固定點(diǎn)電荷+Q的時(shí)候，將帶電小球自N點(diǎn)由靜止釋放后，小球剛好可到達(dá)a點(diǎn)�，F(xiàn)在0處固定點(diǎn)電荷+Q，并將帶電小球自d點(diǎn)以初速度v0向左瞬間推出。結(jié)果小球可沿桿運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)。（靜電力恒量為k，重力加速度為g，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中+Q對(duì)-q的電場(chǎng)力始終小于小球的重力）求：
（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E；
（2）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球所受摩擦力的最大值fm和小球經(jīng)過(guò)M'點(diǎn)時(shí)的加速度大小a；
（3）使小球能夠運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的初速度v0的最小值。
解：（1）由題意有：
∴
（2）經(jīng)分析可知：小球經(jīng)過(guò)M′點(diǎn)時(shí)，球與軌道之間的彈力最大，所受的滑動(dòng)摩擦力最大

小球經(jīng)過(guò)M′點(diǎn)時(shí)的加速度大小為：
 
（3）根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知，由d→b，小球克服摩擦力做的功等效為：
，而電場(chǎng)力做的功為零
∴初速度v0的最小值應(yīng)滿(mǎn)足：
∴
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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖，一“?”形絕緣導(dǎo)軌豎直放置，處在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．左邊的半圓弧與水平桿ab、cd相切于a、c兩點(diǎn)，兩水平桿的高度差為h，桿長(zhǎng)為4L，O為ad、bc連線的交點(diǎn)，虛線MN、M′N(xiāo)′的位置如圖，其中aM=MM′=CN=NN′=L，M′b=N′d=2L．一質(zhì)量為m，帶電量為-q的小球穿在桿上．虛線MN左邊的導(dǎo)軌光滑，虛線MN右邊的導(dǎo)軌與小球之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．已知：在O處沒(méi)有固定點(diǎn)電荷+Q的時(shí)候，將帶電小球自N點(diǎn)由靜止釋放后，小球剛好可到達(dá)a點(diǎn)．現(xiàn)在O處固定點(diǎn)電荷+Q，并將帶電小球自d點(diǎn)以初速度v0向左瞬間推出．結(jié)果小球可沿桿運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)．（靜電力恒量為k，重力加速度為g，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中+Q對(duì)-q的電場(chǎng)力始終小于小球的重力）求：
（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E；
（2）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球所受摩擦力的最大值fm和小球經(jīng)過(guò)M′點(diǎn)時(shí)的加速度大小a；
（3）使小球能夠運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的初速度v0的最小值．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，在絕緣光滑水平桌面上的左端固定擋板P，小物塊A、B、C的質(zhì)量均為m，A、C帶電量均為+q，B不帶電，A、B兩物塊由絕緣的輕彈簧相連接．整個(gè)裝置處在場(chǎng)強(qiáng)為E，方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，開(kāi)始時(shí)A靠在擋板處（但不粘連）且A、B靜止，已知彈簧的勁度系數(shù)為k，不計(jì)AC間庫(kù)侖力，且?guī)щ娏勘３植蛔�，B、C碰后結(jié)合在一起成為一個(gè)（設(shè)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，A、B、C保持在一條直線上）．（提示：彈簧彈性勢(shì)能Ep=
12
kx2，x為形變量）
（1）若在離物塊B的x遠(yuǎn)處由靜止釋放物塊C，可使物塊A恰好能離開(kāi)擋板P，求距離x為多大？
（2）若保持x不變，把物塊C的帶電量改為+2q，還是由靜止釋放C，則當(dāng)物塊A剛要離開(kāi)擋板時(shí)，物塊B的速度為多大？
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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖10一根用絕緣材料制成的勁度系數(shù)為k的輕彈簧，左端固定，右端與質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球相連，靜止在光滑、絕緣的水平面上.在施加一個(gè)場(chǎng)強(qiáng)為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，小球開(kāi)始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).那么（　�。�

圖10

A.小球到達(dá)最右端時(shí)，彈簧的形變量為

B.小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅為

C.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球的機(jī)械能守恒

D.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球的電勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能的總量不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖，一“c”形絕緣導(dǎo)軌豎直放置，處在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．左邊的半圓弧與水平桿ab、cd相切于a、c兩點(diǎn)，兩水平桿的高度差為h，桿長(zhǎng)為4L，0為ad、bc連線的交點(diǎn)，虛線MN、M’N’的位置如圖，其中aM=MM'=cN=NN’=L，M'b=N'd=2L．一質(zhì)量為m，帶電量為-q的小球穿在桿上．虛線MN左邊的導(dǎo)軌光滑，虛線MN右邊的導(dǎo)軌與小球之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．已知：在0處沒(méi)有固定點(diǎn)電荷+Q的時(shí)候，將帶電小球自N點(diǎn)由靜止釋放后，小球剛好可到達(dá)a點(diǎn)．現(xiàn)在0處固定點(diǎn)電荷+Q，并將帶電小球自d點(diǎn)以初速度v0向左瞬間推出．結(jié)果小球可沿桿運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)．(靜電力恒量為k，重力加速度為g，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中+Q對(duì)-q的電場(chǎng)力始終小于小球的重力)求：

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E；

(2)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球所受摩擦力的最大值fm和小球經(jīng)過(guò)M’點(diǎn)時(shí)的加速度大小a；

（3）使小球能夠運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的初速度v0的最小值。

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