有一帶負(fù)電的小球,其帶電量q=-2×10-3C.如圖所示,開始時(shí)靜止在場強(qiáng)E=200N/C的勻強(qiáng)電場中的P點(diǎn),靠近電場極板B有一擋板要S,小球與擋板S的距離h=5cm,與A板距離H=45cm,重力作用不計(jì).在電場力作用下小球向左運(yùn)動(dòng),與擋板S相碰后電量減少到碰前的k倍,已知k=
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,而碰后小球的速度大小不變.
(1)設(shè)勻強(qiáng)電場中擋板S所在位置的電勢(shì)為零,則電場中P點(diǎn)的電勢(shì)為多少?小球在P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能為多少?(電勢(shì)能用E來表示)
(2)小球從P點(diǎn)出發(fā)第一次回到最右端的過程中電場力對(duì)小球做了多少功?
(3)小球經(jīng)過多少次碰撞后,才能抵達(dá)A板?(取lg1.2=0.08)
分析:(1)根據(jù)電勢(shì)差與電場強(qiáng)度的關(guān)系求出SP之間的電勢(shì)差,進(jìn)而求出P點(diǎn)的電勢(shì),根據(jù)動(dòng)能定理求出小球第一次到達(dá)擋板S時(shí)的動(dòng)能;
(2)設(shè)小球與擋板相碰后向右運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理即可求解;
(3)先求出的碰撞n次后,小球向右移動(dòng)最遠(yuǎn)距離為hn表達(dá)式,運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)求解即可求解.
解答:解:
(1)S、P間電勢(shì)差 U=US-UP,
又U=Eh=200×0.05=10V),
由題 US=0,則得UP=-10V
小球第一次到達(dá)擋板時(shí),由動(dòng)能定理得E=Eqh=200×2×10-3×5×10-2=0.02J
(2)根據(jù)動(dòng)能定理得:W1=
1
2
mv2
,W2=0-
1
2
mv2
,
則小球從P點(diǎn)出發(fā)第一次回到最右端的過程中,電場力對(duì)小球做功 W=W1+W2=0
(3)由動(dòng)能定理得  Eqh=
1
2
mv2
,
當(dāng)碰撞1次后,小球與擋板相碰后向右運(yùn)動(dòng)距離為h1,則 Ekqh1=
1
2
mv2
,h1=
1
k
h
,
同理有 h2=
1
k
h1
…,
推得當(dāng)碰撞n次后,hn=(
1
k
)nh
,
h+H=(
1
k
)nh
n=
lg
h+H
h
lg
1
k
=
lg
5+45
5
lg
6
5
=12.5

所以小球經(jīng)過13次碰撞后,才能抵達(dá)A板.
答:
(1)設(shè)勻強(qiáng)電場中擋板S所在位置處電勢(shì)為零,則電場中P點(diǎn)的電勢(shì)為-10V,小球第一次到達(dá)擋板S時(shí)的動(dòng)能為0.02J;
(2)小球從P點(diǎn)出發(fā)第一次回到最右端的過程中,電場力對(duì)小球做功 W=W1+W2=0
(3)小球經(jīng)過13次碰撞后,才能抵達(dá)A板.
點(diǎn)評(píng):本題主要考查了帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的問題,要知道電場力做的功等于電勢(shì)差乘以電荷量,勻強(qiáng)電場中電場力做的功等于電場力乘以位移,注意動(dòng)能定理在粒子運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用.
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科目:高中物理 來源: 題型:

有一帶負(fù)電的小球,其帶電荷量q=-2×10-4C.如圖所示,開始時(shí)靜止在場強(qiáng)E=2×103V/m的勻強(qiáng)電場中的P點(diǎn),靠近電場極板B有一擋板S,小球與擋板S的距離h=4cm,與A板距離H=36cm,小球的重力忽略不計(jì).在電場力作用下小球向左運(yùn)動(dòng),與擋板S相碰后電荷量減少到碰前的k倍,已知k=7/8,碰撞過程中小球的機(jī)械能沒有損失.
(1)設(shè)勻強(qiáng)電場中擋板S所在位置的電勢(shì)為零,則小球在P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能為多少?
(2)小球第一次被彈回到達(dá)最右端時(shí)距S板的距離為多少?
(3)小球經(jīng)過多少次碰撞后,才能抵達(dá)A板?(已知lg
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=0.058)

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精英家教網(wǎng)有一帶負(fù)電的小球,其帶電量q=-2×10-3C.如圖所示,開始時(shí)靜止在場強(qiáng)E=200N/C的勻強(qiáng)電場中的P點(diǎn),靠近電場極板B有一擋板要S,小球與擋板S的距離h=5cm,與A板距離H=45cm,重力作用不計(jì).在電場力作用下小球向左運(yùn)動(dòng),與擋板S相碰后電量減少到碰前的k倍,已知k=
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,而碰后小球的速度大小不變.
(1)設(shè)勻強(qiáng)電場中擋板S所在位置的電勢(shì)為零,則電場中P點(diǎn)的電勢(shì)為多少?小球在P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能為多少?(電勢(shì)能用ε來表示)
(2)小球從P點(diǎn)出發(fā)第一次回到最右端的過程中電場力對(duì)小球做了多少功?

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)有一帶負(fù)電的小球,其帶電荷量q=-2×102C,如圖所示,開始時(shí)靜止在場強(qiáng)為E=2×10-3V/m的勻強(qiáng)電場中的P點(diǎn),靠近電場極板B有一擋板S,小球與擋板S的距離h=4cm,與A板的距離H=36cm,小球的重力忽略不計(jì),在電場力作用下小球向左運(yùn)動(dòng),與擋板S相碰后電荷量減少到碰前的k倍,已知k=
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,碰撞過程中小球的機(jī)械能沒有損失.
(1)設(shè)勻強(qiáng)電場中擋板S所在位置的電勢(shì)為零,則小球在P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能為多少?
(2)小球第一次被彈回到達(dá)最右端時(shí)距S板的距離為多少?
(3)小球從P點(diǎn)出發(fā)第一次回到最右端的過程中,電場力對(duì)小球做了多少功?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?徐州模擬)如圖所示,有一帶負(fù)電的小球,其帶電量q=-2×10-3C.開始時(shí)靜止在場強(qiáng)E=200N/C的勻強(qiáng)電場中的P點(diǎn),靠近電場極板B有一擋板S,小球與擋板S的距離h=5cm,與A板距離H=45cm,重力作用不計(jì).在電場力作用下小球向左運(yùn)動(dòng),與擋板S相碰后電量減少到碰前的k倍,已知k=
56
,假設(shè)碰撞過程中小球的機(jī)械能沒有損失.
(1)設(shè)勻強(qiáng)電場中擋板S所在位置處電勢(shì)為零,則電場中P點(diǎn)的電勢(shì)為多少?并求出小球第一次到達(dá)擋板S時(shí)的動(dòng)能;
(2)求出小球第一次與擋板S相碰后向右運(yùn)動(dòng)的距離;
(3)小球經(jīng)過多少次碰撞后,才能抵達(dá)A板?(取lg1.2=0.08)

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