在光滑水平面上,以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn),在該水平面內(nèi)建立坐標(biāo)軸Ox,假設(shè)空間某一范圍內(nèi)有一沿x軸方向的電場,電場E與所在位置的x坐標(biāo)有關(guān),E(x)=-αx其中α=100V/m2,x的單位為m.有一質(zhì)量m=3×10-4kg、電量q=2×10-6C 的帶正電小球,在x=4cm處由靜止被釋放.下列對小球的運(yùn)動判斷中正確的是( 。
A、小球在x=0處的加速度為零B、小球在x=1cm處受力的大小為2×10-6N,方向?yàn)檠豿軸正方向C、小球只能在x=-4cm到x=4cm之間運(yùn)動D、小球在x=0處的電勢能最大
分析:根據(jù)電場力公式F=qE和牛頓第二定律求解小球在x=0處的加速度;根據(jù)E(x)=-αx,F(xiàn)=qE求解小球在x=1cm處的受力大小;結(jié)合小球的受力情況,分析其運(yùn)動情況.由電場力做功的正負(fù)判斷其電勢能變化,確定電勢能最大的位置.
解答:解:
A、由題意有:x=0時,E(x)=-αx=0,則小球在x=0處所受的電場力F=qE=0,加速度即為零.故A正確.
B、小球在x=1cm處受力為 F=qE=-qαx=-2×10-6×100×0.01N=-2×10-6N,大小為2×10-6N,方向沿x軸負(fù)方向,故B錯誤.
C、根據(jù)B項(xiàng)分析可知:小球在0-4cm范圍內(nèi)所受的電場力沿x軸負(fù)方向,在0-(-4cm)范圍內(nèi)所受的電場力沿x軸正方向,則小球先沿x軸負(fù)方向做加速運(yùn)動,再沿x軸負(fù)方向做減速運(yùn)動,根據(jù)對稱性可知,小球到達(dá)x=-4cm處時速度為零,然后從-4cm處運(yùn)動到x=4cm處,接著循環(huán)往復(fù).故C正確.
D、從x=4cm處到x=0處,電場力做正功,小球的電勢能一直減。粡膞=0處到x=-4cm處,電場力做負(fù)功,電勢能一直增大,故小球在x=0處的電勢能最。蔇錯誤.
故選:AC.
點(diǎn)評:本題是信息給予題,實(shí)質(zhì)是帶電粒子在周期性變化的電場中運(yùn)動的問題,關(guān)鍵是分析其受力情況,運(yùn)用牛頓第二定律判斷其運(yùn)動情況,并能根據(jù)電場力做功情況,分析電勢能的變化情況.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

在光滑水平面上有一質(zhì)量m=1.0×10-3kg,電量q=1.0×10-10C的帶正電小球靜止在O點(diǎn),以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn),在該水平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系Oxy,現(xiàn)突然加一沿x軸正方向,場強(qiáng)大小E=2.0×106V/m的勻強(qiáng)電場,使小球開始運(yùn)動經(jīng)過1.0s,所加電場突然變?yōu)檠貀軸正方向,場強(qiáng)大小仍為E=2.0×106V/m的勻強(qiáng)電場再經(jīng)過1.0s,所加電場又突然變?yōu)榱硪粋勻強(qiáng)電場,使小球在此電場作用下經(jīng)1.0s速度變?yōu)榱悖蟠穗妶龅姆较蚣八俣茸優(yōu)榱銜r小球的位置.

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科目:高中物理 來源: 題型:

在光滑水平面上有一質(zhì)量m=1.0×10-3kg,電荷量q=1.0×10-10C的帶正電小球,靜止在O點(diǎn).以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn),在該水平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xOy.現(xiàn)突然加一沿x軸正方向,場強(qiáng)大小E=2.0×106N/C的勻強(qiáng)電場,使小球開始運(yùn)動.經(jīng)過1.0s,所加電場突然變?yōu)檠貀軸正方向,場強(qiáng)大小仍為E=2.0×106N/C的勻強(qiáng)電場.再經(jīng)過1.0s,所加電場又突然變?yōu)榱硪粋勻強(qiáng)電場,使小球在此電場作用下又經(jīng)1.0s速度變?yōu)榱悖螅?br />(1)第1秒內(nèi)小球運(yùn)動的加速度a1的大小和第1秒末的速度v1的大。
(2)第2秒末小球所在位置的坐標(biāo)值;
(3)第3秒內(nèi)電場的方向及速度變?yōu)榱銜r小球的位置坐標(biāo).

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,質(zhì)量為M的小車B靜止在光滑水平面上,車的左端固定著一根彈簧,小車上O點(diǎn)以左部分光滑,O點(diǎn)以右部分粗糙,O點(diǎn)到小車右端長度為L.一質(zhì)量為m的小物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn)),以速度v0從小車右端向左滑動,與彈簧相碰,最后剛好未從小車右端滑出.求:
(1)小車的動摩擦因數(shù)μ.
(2)碰撞時彈簧的最大彈性勢能.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在光滑水平面上有一xOy平面坐標(biāo)系,在坐標(biāo)系內(nèi)有一質(zhì)量m=1.0×10-12kg,電量q=1.0×10-13C的正電荷,從O點(diǎn)以速度v0=3m/s沿x軸正方向射入,起初在xOy平面坐標(biāo)系內(nèi)加有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)E1=20N/C,電荷運(yùn)動1秒后所加電場突然變?yōu)檠貀軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場E2,又經(jīng)1秒電荷恰好返回x軸上某點(diǎn),此時所加電場突然變?yōu)榇怪眡Oy平面向上的勻強(qiáng)磁場,經(jīng)一段時間后電荷又返回O點(diǎn).求:
(1)勻強(qiáng)電場E2的大。
(2)勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。
(3)通過計(jì)算,在xOy平面坐標(biāo)系內(nèi)畫出電荷的運(yùn)動軌跡.

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