在絕緣粗糙的水平面上相距為6L的A、B兩處分別固定電量不等的正電荷，兩電荷的位置坐標如圖（甲）所示，已知B處電荷的電量為+Q。圖（乙）是AB連線之間的電勢φ與位置x之間的關系圖像，圖中x=L點為圖線的最低點，x=-2L處的縱坐標φ=φ0，x=0處的縱坐標φ=φ0，x=2L處的縱坐標φ=φ0。若在x=-2L的C點由靜止釋放一個質量為m、電量為+q的帶電物塊（可視為質點），物塊隨即向右運動。  求：

（1）固定在A處的電荷的電量QA ； 

（2）為了使小物塊能夠到達x=2L處，試討論小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ所滿足的條件； 

（3）若小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=，小物塊運動到何處時速度最大？并求最大速度vm；

（4）試畫出μ取值不同的情況下，物塊在AB之間運動大致的速度-時間關系圖像。


（3）小物塊運動速度最大時，電場力與摩擦力的合力為零，設該位置離A點的距離為lA

則：                           （2分）

解得lA=3L，即小物塊運動到x=0時速度最大。                （1分）

小物塊從x=-2L運動到x=0的過程中，由動能定理得：

                          （1分）

代入數(shù)據(jù)：    

解得                                    （1分）


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：


有一質量m=1 kg的小球穿在長x=1m的固定輕仟的頂部．輕仟與水平方向成=37°角，小球與輕桿的接觸情況處處相同。若由靜止釋放小球，經(jīng)t=2 s后小球到達輕仟底端。則：（=0．8,g取10m/s）

       （1）小球到達輕懺底端時．它所受重力做功的功率P為多少?

       （2）小球與輕懺之問的動唪擦岡數(shù)為多少?（保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，兩根與水平面成θ＝30°角的足夠長光滑金屬導軌平行放置，導軌間距為L＝1m，導軌底端接有阻值為0.5W的電阻R，導軌的電阻忽略不計。整個裝置處于勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面斜向上，磁感應強度B＝1T�，F(xiàn)有一質量為m＝0.2 kg、電阻為0.5W的金屬棒用細繩通過光滑滑輪與質量為M＝0.5 kg的物體相連，細繩與導軌平面平行。將金屬棒與M由靜止釋放，棒沿導軌運動了2 m后開始做勻速運動。運動過程中，棒與導軌始終保持垂直接觸。（取重力加速度g=10m/s2）求：

（1）金屬棒勻速運動時的速度；

（2）棒從釋放到開始勻速運動的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱；

（3）若保持某一大小的磁感應強度B1不變，取不同質量M的物塊拉動金屬棒，測出金屬棒相應的做勻速運動的v值，得到實驗圖像如圖所示，請根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)計算出此時的B1；

（4）改變磁感應強度的大小為B2，B2＝2B1，其他條件不變，請在坐標圖上畫出相應的v—M圖線，并請說明圖線與M軸的交點的物理意義。


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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內有水平向里的勻強磁場，圓形區(qū)域右側距離圓形區(qū)域右邊緣距離為d處有一豎直感光板。圓形區(qū)域上側有兩塊平行金屬極板，金屬極板上側有一粒子源，粒子源中可以發(fā)射速度很小的質量為m的2價陽離子（帶電量為+2e），離子重力不計。

（1）若離子從圓弧頂點P以速率v0平行于紙面進入磁場，求在兩塊平行金屬極板所加的電壓U。

（2）若粒子從圓弧頂點P以速率v0對準圓心射入，若它剛好從圓形區(qū)域右側射出，垂直打在豎直感光板上，求圓形區(qū)域內磁場的磁感應強度B；

（3）若圓形區(qū)域內磁場的磁感應強度為B，離子以某一速度對準圓心射入，若它從圓形區(qū)域右側射出，以與豎直感光板成60°的角打在豎直感光板上，求它打到感光板上時的速度；

（4）若在圓形區(qū)域右側加上豎直向下的勻強電場，電場強度為E，粒子從圓弧頂點P以速率v0對準圓心射入，求離子打在MN上的位置距離圓形區(qū)域圓心O的豎直高度h。

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科目：高中物理 來源： 題型：


有一顆地球衛(wèi)星，繞地球做勻速圓周運動，衛(wèi)星與地心的距離為地球半徑R0的倍。衛(wèi)星圓形軌道平面與地球赤道平面重合，衛(wèi)星上的太陽能收集板可以把光能轉化為電能，太陽能收集板的面積為S，在陽光照射下每單位面積提供的最大電功率為P。已知地球表面重力加速度為g，近似認為太陽光是平行光。求：

（1）衛(wèi)星做勻速圓周運動的周期；

（2）衛(wèi)星繞地球一周，太陽能收集板的工作時間；

（3）太陽能收集板在衛(wèi)星繞地球一周的時間內最多轉化的電能。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，兩平行的光滑金屬導軌安裝在一傾角為α的光滑絕緣斜面上，導軌間距為L，電阻忽略不計且足夠長，一寬度為d的有界勻強磁場垂直于斜面向上，磁感應強度為B。另有一長為2d的絕緣桿將一導體棒和一邊長為d（d <L）的正方形線框連在一起組成的固定裝置，總質量為m，導體棒中通有大小恒為I的電流。將整個裝置置于導軌上，開始時導體棒恰好位于磁場的下邊界處。由靜止釋放后裝置沿斜面向上運動，當線框的下邊運動到磁場的上邊界MN處時裝置的速度恰好為零。重力加速度為g。

（1）求剛釋放時裝置加速度的大��；

（2）求這一過程中線框中產(chǎn)生的熱量；

（3）在圖（b）中定性地畫出整個裝置向上運動過程中的速度-時間（v-t）圖像；

（4）之后裝置將向下運動，然后再向上運動，經(jīng)過若干次往返后，最終整個裝置將在斜面上作穩(wěn)定的往復運動。求穩(wěn)定后裝置運動的最高位置與最低位置之間的距離。

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如題圖5甲，將一金屬薄片垂直置于磁場B中，在薄片的兩個側面a、b間通以電流I時，另外兩側c、f間產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應。且滿足UM＝kIB/d，式中d為薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)。

某同學通過實驗來測定該金屬的霍爾系數(shù)。已知該薄片的厚度d＝0.40mm，該同學保持磁感應強度B＝0.10T不變，改變電流I的大小，測量相應的UM，記錄數(shù)據(jù)如下表所示。

I（´10-1A）

3.0

6.0

9.0

12.0

15.0

18.0

UM(´10-1V)

1.1

1.9

3.4

4.5

6.2

6.8

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標系（題圖5�。┲挟嫵鰣D線；

（2）利用圖線求出該材料的霍爾系數(shù)k=________´10-3V·m·A-1·T-1（保留2位有效數(shù)字）；

（3）利用霍爾效應制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應用于測量和自動控制等領域。題圖5乙是霍爾測速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉軸上，圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個永磁體，相鄰永磁體的極性相反�；魻栐糜诒粶y圓盤的邊緣附近。當圓盤勻速轉動時，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號圖像如題圖5丙所示。若在時間t內，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，則圓盤轉速N的表達式：_____________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，真空室內存在寬度為d=8cm的勻強磁場區(qū)域，磁感應強度B=0.332T，磁場方向垂直于紙面向里；ab、cd足夠長，cd為厚度不計的金箔，金箔右側有一勻強電場區(qū)域，電場強度E=3.32×105N/C；方向與金箔成37°角.緊挨邊界ab放一點狀α粒子放射源S，可沿紙面向各個方向均勻放射初速率相同的α粒子，已知：α粒子的質量m=6.64×10－27kg，電荷量q = 3.2×10－19C，初速度v = 3.2×106m/s。（sin37°= 0.6，cos37°= 0.8）求：

 （1）α粒子在磁場中作圓周運動的軌道半徑R；

 （2）金箔cd被α粒子射中區(qū)域的長度L；

（3）設打在金箔上d端離cd中心最遠的α粒子穿出金箔進入電場（速度方向與離開磁場的方向一致），在電場中運動通過N點，SN⊥ab且SN = 40cm，則此α粒子從金箔上穿出時，損失的動能△EK為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，E、F分別表示蓄電池兩極，P、Q分別表示螺線管兩端。當閉合開關時，發(fā)現(xiàn)小磁針N極偏向螺線管Q端。下列判斷正確的是

A．F為蓄電池正極

B．螺線管P端為S極

C．流過電阻R的電流方向向下

D．管內磁場方向由Q指向P

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