【題目】空間有一靜電場(chǎng),在x軸上的電場(chǎng)方向豎直向下,軸上的電場(chǎng)強(qiáng)度大小按 Ekx分布(x是軸上某點(diǎn)到 O點(diǎn)的距離),如圖所示。在O點(diǎn)正下方有一長(zhǎng)為L的絕緣細(xì)線連接 A、B兩個(gè)均帶負(fù)電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),A 球距O點(diǎn)的距離為L,兩球恰好靜止,細(xì)繩處于張緊狀態(tài)。已知 A、B 兩球質(zhì)量均為m,B所帶電量為-q,k ,不計(jì)兩小球之間的靜電力作用。

1)求A球的帶電量;

2)畫(huà)出 A 球所受電場(chǎng)力F x的圖像;剪斷細(xì)線后,A球向上運(yùn)動(dòng),求A球運(yùn)動(dòng)的最大速度vm;(提示:借助 F-x圖像可以確定電場(chǎng)力做功的規(guī)律)

3)剪斷細(xì)線后,求B球的運(yùn)動(dòng)范圍。

【答案】(1)(2),(3)

【解析】

(1)A、B兩球靜止時(shí),A球所處位置場(chǎng)強(qiáng)為

B球所處位置場(chǎng)強(qiáng)為

對(duì)A、B由整體法得

解得

(2)A球所受電場(chǎng)力Fx的圖像如圖所示

剪斷細(xì)線后,A球向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)A球的加速度為零時(shí),速度達(dá)到最大,此時(shí)A球距O點(diǎn)距離為:

解得

剪斷細(xì)線后,A球從運(yùn)動(dòng)到獲得最大速度,A球上升的高度為

由動(dòng)能定理得

由圖像可知,可得

解得

(3)剪斷細(xì)線后,設(shè)B球向下運(yùn)動(dòng)的最大位移為△x時(shí),速度變?yōu)榱悖藭r(shí)B球所受電場(chǎng)力為

由動(dòng)能定理得

則有

解得

B球的運(yùn)動(dòng)范圍是

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,半徑R = 1.0m的四分之一圓弧形光滑軌道豎直放置,圓弧最低點(diǎn)B與長(zhǎng)為L0.5m的水平面BC相切于B點(diǎn),BC離地面高h = 0.45mC點(diǎn)與一傾角為θ = 37°的光滑斜面連接,質(zhì)量m1.0 kg的小滑塊從圓弧上某點(diǎn)由靜止釋放,到達(dá)圓弧B點(diǎn)時(shí)小滑塊對(duì)圓弧的壓力剛好等于其重力的2,當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)與一個(gè)質(zhì)量M=2.0kg的小球正碰,碰后返回恰好停在B點(diǎn),已知滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1。(sin37°=0.6 cos37°=0.8, gl0 m/s2

求:

1)小滑塊應(yīng)從圓弧上離地面多高處釋放;

2)小滑塊碰撞前與碰撞后的速度;

3碰撞后小球的速度;

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,實(shí)線為電場(chǎng)線,虛線為等勢(shì)線,且相鄰兩等勢(shì)線的電勢(shì)差相等.一正電荷在等勢(shì)線U3上時(shí)具有動(dòng)能為20J,當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)線U1上時(shí),速度恰好為零,令U2=0,那么,當(dāng)該電荷的電勢(shì)能為4J時(shí),其動(dòng)能大小為:(

A. 16J B. 10J C. 6J D. 4J

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】兩塊大小、形狀完全相同的金屬板正對(duì)并且水平放置,構(gòu)成一個(gè)平行板電容器,將兩金屬板分別與電源正負(fù)極相連接,將與電源負(fù)極相連的極板接地,p是平行板中間的一點(diǎn),如圖所示。下列判斷正確的是(

A.保持開(kāi)關(guān)S閉合,下板向上移動(dòng)一小段距離,p點(diǎn)電勢(shì)升高

B.保持開(kāi)關(guān)S閉合,上板向下移動(dòng)一小段距離,p點(diǎn)電勢(shì)升高

C.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,下板向上移動(dòng)一小段距離,p點(diǎn)電勢(shì)升高

D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,上板向下移動(dòng)一小段距離,p點(diǎn)電勢(shì)升高

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,內(nèi)壁光滑的兩氣缸高均為H,橫截面積S=2S,左缸上端封閉,右缸上端與大氣連通,兩缸下部由體積不計(jì)的細(xì)管連通,除左缸頂部導(dǎo)熱外,兩氣缸其余部分均絕熱。M、N為兩個(gè)不計(jì)厚度、不計(jì)質(zhì)量的絕熱活塞,M上方和兩活塞下方分別封有密閉氣體AB。起初兩活塞靜止,兩部分密閉氣體的溫度與外界相同,均為7C,活塞M距缸頂H,活塞N距缸頂H。外界大氣壓為p0,現(xiàn)通過(guò)電阻絲緩慢加熱密閉氣體B,當(dāng)活塞N恰好升至頂部時(shí),求:

1)此時(shí)M上方的密閉氣體A的壓強(qiáng);

2)此時(shí)活塞下方密閉氣體B的溫度;

3)繼續(xù)緩慢加熱,使活塞M上升,求它上升H時(shí)活塞下方氣體B的溫度。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列關(guān)于光電效應(yīng)的說(shuō)法中正確的是(  )

A.普朗克提出了光子說(shuō)這一科學(xué)假說(shuō)

B.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),從金屬表面逸出的光電子速度大小均相等

C.用一束紫外線照射鋅板,和鋅板相連的驗(yàn)電器指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說(shuō)明鋅板帶負(fù)電

D.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),單位時(shí)間里照射到金屬表面的光子數(shù)越多,單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)越多

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有a、bc三點(diǎn),ab=5cm,bc=12cm,其中ab沿電場(chǎng)線方向,bc和電場(chǎng)線方向成60°角,一個(gè)電荷量為q=4×10-8C的正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)時(shí)靜電力做功為W1=1.2×10-7J,求:

1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E;

2)電荷從b移到c,靜電力做功W2

3a、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uac

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖1所示,光滑的平行豎直金屬導(dǎo)軌ABCD相距L,在A、C之間接一個(gè)阻值為R的電阻,在兩導(dǎo)軌間abcd矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上、寬為5d的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一質(zhì)量為m、電阻為r、長(zhǎng)度也剛好為L的導(dǎo)體棒放在磁場(chǎng)下邊界ab上(與ab邊重合),現(xiàn)用一個(gè)豎直向上的力F拉導(dǎo)體棒,使它由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),已知導(dǎo)體棒離開(kāi)磁場(chǎng)前已開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終垂直且保持良好接觸,導(dǎo)軌電阻不計(jì),F隨導(dǎo)體棒與初始位置的距離x變化的情況如圖2所示,下列判斷正確的是( )

A. 導(dǎo)體棒離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度大小為

B. 導(dǎo)體棒經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中,通過(guò)電阻R的電荷量為

C. 離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)導(dǎo)體棒兩端電壓為

D. 導(dǎo)體棒經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中,電阻R產(chǎn)生焦耳熱為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,其過(guò)程如p-V圖中從ab的直線所示。在此過(guò)程中______。

A. 氣體溫度一直降低

B. 氣體內(nèi)能一直增加

C. 氣體一直對(duì)外做功

D. 氣體一直從外界吸熱

E. 氣體吸收的熱量一直全部用于對(duì)外做功

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