14．地面附近，存在著一有界電場，邊界MN將某空間分成上下兩個(gè)區(qū)域Ⅰ、Ⅱ，在區(qū)域Ⅱ中有向上的勻強(qiáng)電場，在區(qū)域Ⅰ中離邊界某一高度由靜止釋放一質(zhì)量為m的帶電小球A，如圖甲所示，小球運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示，已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則（　�。�
A．在t=2.5 s時(shí)，小球經(jīng)過邊界MN
B．小球受到的重力與電場力之比為3：5
C．在小球向下運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，重力做的功與電場力做的功大小相等
D．在小球運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，小球的機(jī)械能與電勢能總和先變大再變小

分析 小球進(jìn)入電場前做自由落體運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入電場后受到電場力作用而做減速運(yùn)動(dòng)，由圖可以看出，小球經(jīng)過邊界MN的時(shí)刻．分別求出小球進(jìn)入電場前、后加速度大小，由牛頓第二定律求出重力與電場力之比．根據(jù)動(dòng)能定理研究整個(gè)過程中重力做的功與電場力做的功大小關(guān)系．整個(gè)過程中，小球的機(jī)械能與電勢能總和不變．

解答 解：A、小球進(jìn)入電場前做自由落體運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入電場后受到電場力作用而做減速運(yùn)動(dòng)，由圖可以看出，小球經(jīng)過邊界MN的時(shí)刻是t=1s時(shí)．故A錯(cuò)誤．
B、由圖象的斜率等于加速度得小球進(jìn)入電場前的加速度為a1=$\frac{{v}_{1}}{1}$=v1、進(jìn)入電場后的加速度大小為a2=$\frac{{v}_{1}}{1.5}$，由牛頓第二定律得：
mg=ma1=mv1     F-mg=ma2 解得，電場力：F=mg+ma2=$\frac{5}{3}$v1，重力mg與電場力F之比為3：5，故B正確．
C、整個(gè)過程中，動(dòng)能變化量為零，根據(jù)動(dòng)能定理，整個(gè)過程中重力做的功與電場力做的功大小相等，故C正確．
D、整個(gè)過程中，小球具有兩種形式的能：機(jī)械能與電勢能，根據(jù)能量守恒定律得知，它們的總和不變，故D錯(cuò)誤．
故選：BC．

點(diǎn)評 本題一要能正確分析小球的運(yùn)動(dòng)情況，抓住斜率等于加速度是關(guān)鍵；二要運(yùn)用牛頓第二定律和動(dòng)能定理分別研究小球的受力情況和外力做功關(guān)系．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

3．對以a=2m/s2作勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體，下列說法正確的是（　�。�
A．在任意1s內(nèi)末速度比初速度大2m/sB．2m/s2讀作2米每二次方秒
C．2s末速度是1s末速度的2倍D．2m/s2小于-4m/s2

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

5．如圖所示，無限長金屬導(dǎo)軌EF、PQ固定在傾角為θ=37°的光滑絕緣斜面上，軌道間距L=1m，底部接入一阻值為R=0.06Ω的定值電阻，上端開口．垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bo=2T．一質(zhì)量為m=2kg的金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好，ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，ab連入導(dǎo)軌間的電阻r=0.04Ω，電路中其余電阻不計(jì)．現(xiàn)用一質(zhì)量為M=6kg的物體通過一不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩繞過光滑的定滑輪與ab相連．開始時(shí)ab桿位于EP處，由靜止釋放M，當(dāng)M下落高度h=2.0m時(shí)，ab開始勻速運(yùn)動(dòng)（運(yùn)動(dòng)中ab始終垂直導(dǎo)軌，并接觸良好）．不計(jì)空氣阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2．求：
（1）ab棒沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的最大速度vm；
（2）ab棒從開始運(yùn)動(dòng)到勻速運(yùn)動(dòng)的這段時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR；
（3）若將重物下降h時(shí)的時(shí)刻記作t=0，從此時(shí)刻起，磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化，使金屬桿中恰好不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則B與t應(yīng)滿足怎樣的關(guān)系式？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

2．如圖甲所示，水平面上兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距L=0.5m，一端用導(dǎo)線與電阻R連接，導(dǎo)軌上放一質(zhì)量m=0.5kg的金屬桿．整個(gè)裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁強(qiáng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T．一個(gè)方向與導(dǎo)軌平行的恒力F作用在金屬桿上，桿最終做勻速運(yùn)動(dòng)．除電阻R的阻值外，其余電阻不計(jì)，g取10m/s2．
（1）若金屬桿最終做勻速運(yùn)動(dòng)的速度v=4m/s，求此時(shí)電阻R兩端的電壓U．
（2）若改變拉力F的大小，金屬桿相對應(yīng)的勻速運(yùn)動(dòng)速度v也會(huì)變化，v和F的關(guān)系圖線如圖乙所示．
a．求電阻R的阻值；
b．求金屬桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

9．在圖（a）的平面直角坐標(biāo)系xOy中有一圓心角θ為45°的扇形導(dǎo)線框OMN繞垂直于線框平面的軸O以角速度ω逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．第Ⅰ象限和第Ⅱ象限內(nèi)存在垂直xOy平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B，方向如圖所示．設(shè)線框中感應(yīng)電流方向以逆時(shí)針方向?yàn)檎�，從圖（a）所示位置開始計(jì)時(shí)，那么在圖（b）中能正確描述OM邊所受安培力F的大小及線框內(nèi)感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化情況的是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

19．如圖所示，一帶電荷量為q的帶電粒子以一定的初速度由P點(diǎn)射入勻強(qiáng)電場，入射方向與電場線垂直．粒子從Q點(diǎn)射出電場時(shí)，其速度方向與電場線成30°角．已知?jiǎng)驈?qiáng)電場的寬度為d，P、Q兩點(diǎn)的電勢差為U，不計(jì)重力作用，設(shè)P點(diǎn)的電勢為零．
求：①粒子飛入電場到飛出電場所用的時(shí)間？
②粒子在Q點(diǎn)的電勢能是多少？
③此勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

6．如圖所示，水平地面上方分布著水平向右的勻強(qiáng)電場．一“L”形的絕緣硬質(zhì)管豎直固定在勻強(qiáng)電場中．管的水平部分長為l1=0.5m，離水平地面的距離為h=5.0m，豎直部分長為l2=0.2m．一帶正電的小球從管的上端口A由靜止釋放，小球與管間摩擦不計(jì)且小球通過管的彎曲部分（長度極短，可不計(jì)）時(shí)沒有能量損失，小球在電場中受到電場力大小為重力的一半．（g取10m/s2） 求：
（1）小球運(yùn)動(dòng)到管口B時(shí)的速度大小；
（2）小球落地點(diǎn)與管的下端口B的水平距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

3．一質(zhì)量為m的帶電小球，在豎直方向的勻強(qiáng)電場中以水平速度拋出，小球的加速度大小為$\frac{g}{4}$，不計(jì)空氣阻力，小球在下落h時(shí)（　�。�
A．動(dòng)能增加$\frac{3mgh}{4}$B．機(jī)械能減少$\frac{3mgh}{4}$
C．電勢能增加$\frac{mgh}{4}$D．重力勢能增加$\frac{mgh}{4}$

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

4．在某一高處的同一點(diǎn)將三個(gè)質(zhì)量都相等的小球，以大小相等的初速度分別豎直上拋，平拋和豎直下拋，不計(jì)空氣阻力，則（　�。�
A．三小球落地時(shí)間相等
B．落地時(shí)三個(gè)球的動(dòng)能相等
C．從拋出到落地的過程中，重力對它們做的功相等
D．從拋出到落地的過程中，重力對它們做功的平均功率相等

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