A.①和③ B.①和④ C.②和③ D.②和④ 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器,常用的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源.當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí),它每隔
0.02
0.02
s打一個(gè)點(diǎn).
(2)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源和讓紙帶開(kāi)始運(yùn)動(dòng),這兩個(gè)操作之間的時(shí)間順序關(guān)系是
A
A

A.先接通電源,后讓紙帶運(yùn)動(dòng)B.先讓紙帶運(yùn)動(dòng),再接通電源
C.讓紙帶運(yùn)動(dòng)的同時(shí)接通電源   D.先讓紙帶運(yùn)動(dòng)或先接通電源都可以
(3)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器等儀器測(cè)定勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)打出的一條紙帶如圖所示.A、B、C、D、E為我們?cè)诩垘纤x的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s.已測(cè)得B、C、D、E各點(diǎn)到A點(diǎn)的距離分別為xAB=24.0mm,xAC=52.2mm,xAD=84.6mm,xAE=121.3mm,則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下C點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度為vc=
0.303
0.303
m/s;物體運(yùn)動(dòng)的加速度a=
0.423
0.423
m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

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起重機(jī)是建筑和工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的工具,在施工現(xiàn)場(chǎng)中我們隨處可見(jiàn).如圖所示是起重機(jī)的鋼索將重物由地面豎直吊起到空中某高度的過(guò)程中,鋼索拉力的功率隨時(shí)間變化的圖象.則重物的速度隨時(shí)間的變化圖象可能是下圖中的( 。

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如圖所示,金屬導(dǎo)軌框架COPQ固定在水平絕緣平面上,框架的OP邊與OC邊的夾角為45°,OC邊與PQ邊平行且都足夠長(zhǎng).OC邊和PQ邊沒(méi)有電阻,OP邊是由某種材料制成的粗細(xì)均勻的電阻絲.勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與金屬導(dǎo)軌框架COPQ重點(diǎn).一個(gè)電阻不計(jì)的金屬桿AD在t=0時(shí)刻從O點(diǎn)開(kāi)始勻速向右在金屬框架上滑動(dòng).滑動(dòng)過(guò)程中,金屬桿AD和OC邊、PQ邊始終垂直,且和框架接觸良好.則關(guān)于金屬桿AD和導(dǎo)軌框架組成的回路中感應(yīng)電流大小i隨時(shí)間t的變化圖象,下列正確的是( 。

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在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)下列操作正確的有
AC
AC
.(填選項(xiàng)代號(hào))
A、在釋放小車(chē)前,小車(chē)要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)放在長(zhǎng)木板的有滑輪一端C、應(yīng)先接通電源,后釋放小車(chē)D、電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)使用低壓交流電源
(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器原來(lái)使用的電源的頻率是50Hz,若在測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí),
交流電的頻率為60Hz而未被發(fā)覺(jué),這樣計(jì)算出的加速度值與真實(shí)值相比是
偏小
偏小
.(填“偏大”、“偏小”或“不變”)
(3)某同學(xué)研究小車(chē)在斜面上的運(yùn)動(dòng),用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了小車(chē)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移,得到一段紙帶如圖所示.在紙帶上選取幾個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔均為T(mén),B、C和D各點(diǎn)到A的距離為s1、s2和s3.由此可算出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度大小a=
s3-s2-s1
2T2
s3-s2-s1
2T2
,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打C點(diǎn)時(shí),小車(chē)的速度大小
s3-s1
2T
s3-s1
2T
.(用已知的物理量符號(hào)表示)

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(2012?瀘州二模)如圖所示,小車(chē)沿水平面向右做加速直線運(yùn)動(dòng),車(chē)上固定的硬桿和水平面的夾角為θ,桿的頂端固定著的一個(gè)質(zhì)量為m的小球,當(dāng)車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度逐漸增大時(shí),則桿對(duì)小球的作用力F1至F4變化的受力圖形(OO′沿桿方向),可能是下圖中的哪一個(gè)( 。

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高考真題

1.【解析】電場(chǎng)是矢量,疊加遵循平行四邊行定則,由和幾何關(guān)系可以得出,A錯(cuò)B對(duì)。在之間,合場(chǎng)強(qiáng)的方向向左,把負(fù)電荷從O移動(dòng)到C,電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,C錯(cuò)D對(duì)。

【答案】BD

2.【解析】從無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零開(kāi)始到r = r2位置,勢(shì)能恒定為零,在r = r2到r = r1過(guò)程中,恒定引力做正功,勢(shì)能逐漸均勻減小,即勢(shì)能為負(fù)值且越來(lái)越小,此部分圖像為A、B選項(xiàng)中所示;r < r1之后勢(shì)能不變,恒定為-U0,由引力做功等于勢(shì)能將少量,故U0=F0(r2-r1).所以選項(xiàng)B正確

【答案】B

3.【解析】將電荷從從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,其電勢(shì)能增加;由電勢(shì)差公式UAB = ,W= qUAB = -5×10?9×(15-10)J=-2.5×10-8J

【答案】-2.5×10-8J

4.【解析】考查靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線、等勢(shì)面的分布知識(shí)和規(guī)律。A、B、C三點(diǎn)處在一根電場(chǎng)線上,沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降落,故φA>φB>φC,A正確;由電場(chǎng)線的密集程度可看出電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系為EC>EB>EA,B對(duì);電場(chǎng)線密集的地方電勢(shì)降落較快,故UBC>UAB,C對(duì)D錯(cuò)。此類(lèi)問(wèn)題要在平時(shí)注重對(duì)電場(chǎng)線與場(chǎng)強(qiáng)、等勢(shì)面與場(chǎng)強(qiáng)和電場(chǎng)線的關(guān)系的掌握,熟練理解常見(jiàn)電場(chǎng)線和等勢(shì)面的分布規(guī)律

【答案】AC

5.【解析】如圖所示,根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線與等勢(shì)面是平行等間距排列,且電場(chǎng)線與等勢(shì)面處處垂直,沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)均勻降落,取ab的中點(diǎn)O,即為三角形的外接圓的圓心,且該點(diǎn)電勢(shì)為2V,故Oc為等勢(shì)面,MN為電場(chǎng)線,方向?yàn)镸N方向,UOP= UOa=V,UON : UOP=2 :,故UON =2V,N點(diǎn)電勢(shì)為零,為最小電勢(shì)點(diǎn),同理M點(diǎn)電勢(shì)為4V,為最大電勢(shì)點(diǎn)。所以選項(xiàng)B正確                                                            

【答案】 B                                                                 

6.【解析】本題考查電容器的兩個(gè)公式。a板與Q板電勢(shì)恒定為零,b板和P板電勢(shì)總相同,故兩個(gè)電容器的電壓相等,且兩板電荷量q視為不變。要使懸線的偏角增大,即電壓U增大,即減小電容器的電容C。對(duì)電容器C,由公式C = = ,可以通過(guò)增大板間距d、減小介電常數(shù)ε、減小板的針對(duì)面積S。所以選項(xiàng)B、C正確.

【答案】BC      

7.【解析】設(shè)F與F′繞O點(diǎn)對(duì)稱(chēng),在F與F′處之間,小球始終受到指向O點(diǎn)的回復(fù)力作用下做往復(fù)運(yùn)動(dòng),若小球P帶電量緩慢減小,則此后小球能運(yùn)動(dòng)到F′點(diǎn)下方,即振幅會(huì)加大,A錯(cuò);每次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)因電場(chǎng)力做功減少而速度不斷減小,B對(duì);若點(diǎn)電荷M、N電荷量緩慢增大,則中垂線CD上的場(chǎng)強(qiáng)相對(duì)增大,振幅減小,加速度相對(duì)原來(lái)每個(gè)位置增大,故一個(gè)周期的時(shí)間必定減小,C、D正確。

【答案】CD

8.【解析】由沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,所以選項(xiàng)A正確;電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大,得選項(xiàng)D正確。

【答案】D

9.【解析】當(dāng)不加電場(chǎng)時(shí),油滴勻速下降,即;當(dāng)兩極板間電壓為U時(shí),油滴向上勻速運(yùn)動(dòng),即,解之得:,當(dāng)兩極間電壓為-U時(shí),電場(chǎng)力方向反向,大小不變,油滴向下運(yùn)動(dòng),當(dāng)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),,解之得:v'=3v,C項(xiàng)正確

【答案】C

10.【解析】由電勢(shì)差公式以及動(dòng)能定理:W=qUab=q(φa-φb)= m (vb2-va2),可得比荷為 = ,所以選項(xiàng)C對(duì).

【答案】C

11.【解析】(1)設(shè)電子的質(zhì)量為m,電量為e,電子在電場(chǎng)I中做勻加速直線運(yùn)動(dòng),出區(qū)域I時(shí)的為v0,此后電場(chǎng)II做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),假設(shè)電子從CD邊射出,出射點(diǎn)縱坐標(biāo)為y,有

     

解得 y=,所以原假設(shè)成立,即電子離開(kāi)ABCD區(qū)域的位置坐標(biāo)為(-2L

(2)設(shè)釋放點(diǎn)在電場(chǎng)區(qū)域I中,其坐標(biāo)為(x,y),在電場(chǎng)I中電子被加速到v1,然后進(jìn)入電場(chǎng)II做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),并從D點(diǎn)離開(kāi),有

             

             

解得 xy=,即在電場(chǎng)I區(qū)域內(nèi)滿(mǎn)足議程的點(diǎn)即為所求位置。

(3)設(shè)電子從(x,y)點(diǎn)釋放,在電場(chǎng)I中加速到v2,進(jìn)入電場(chǎng)II后做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),在高度為y′處離開(kāi)電場(chǎng)II時(shí)的情景與(2)中類(lèi)似,然后電子做勻速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)D點(diǎn),則有            

解得 ,即在電場(chǎng)I區(qū)域內(nèi)滿(mǎn)足議程的點(diǎn)即為所求位置

【答案】(1)(-2L,)(2) xy=  (3)

 12.【解析】(1)P1經(jīng)t1時(shí)間與P2碰撞,則

P1、P2碰撞,設(shè)碰后P2速度為v2,由動(dòng)量守恒:

解得(水平向左)    (水平向右)

碰撞后小球P1向左運(yùn)動(dòng)的最大距離:      又:

解得:

所需時(shí)間:

(2)設(shè)P1、P2碰撞后又經(jīng)時(shí)間在OB區(qū)間內(nèi)再次發(fā)生碰撞,且P1受電場(chǎng)力不變,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,以水平向右為正:   則: 

解得:  (故P1受電場(chǎng)力不變)

對(duì)P2分析:  

所以假設(shè)成立,兩球能在OB區(qū)間內(nèi)再次發(fā)生碰撞。

【答案】 (1)     (2)兩球能在OB區(qū)間內(nèi)再次發(fā)生碰撞

名校試題

1.【解析】帶正電荷的福娃歡歡的電勢(shì)高于帶負(fù)電荷的福娃貝貝,用導(dǎo)體棒連結(jié)的瞬間,電流表指針偏轉(zhuǎn),有瞬時(shí)電流 ,

最終達(dá)到靜電平衡,成為是等勢(shì)體,導(dǎo)體棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于零。  

【答案】AC

2.【解析】b、d兩點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)方向不同,所以選項(xiàng)A錯(cuò);a點(diǎn)的電勢(shì)高于f點(diǎn)的電勢(shì),選項(xiàng)B錯(cuò);若在b、d、e、f上移動(dòng)電場(chǎng)力不做功,選項(xiàng)C錯(cuò),將點(diǎn)電荷+q從球面上a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)的電場(chǎng)力做功最大,所以電勢(shì)能變化量一定最大,故選項(xiàng)D對(duì).

【答案】D

3.【解析】由題意可知: 所以E的變化規(guī)律與Q的變化規(guī)律相似,所以E的圖象為②,由k, 所以d=t+a=vt+a,所以是勻速移動(dòng),所以速度圖象為③,綜上所述C正確。

【答案】C

4.【解析】由公式得,D選項(xiàng)正確。

【答案】D

5.【解析】因不知道點(diǎn)電荷的位置,所以無(wú)法確定a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向,如點(diǎn)電荷在a、b兩點(diǎn)之間時(shí),兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向就不相同,A錯(cuò)誤;若點(diǎn)電荷不在a、b兩點(diǎn)間的中間位置,a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小就一定不相等,B錯(cuò)誤;若點(diǎn)電荷在a、b兩點(diǎn)間的中間位置,a、b兩點(diǎn)就在同一等勢(shì)面上,C錯(cuò)誤,D正確。

【答案】D

6.【解析】(1)將打在A板上。

   (2)水平放置有Eq=mg。                    

    把重力分解為平行電場(chǎng)方向和垂直電場(chǎng)方向,則沿電場(chǎng)方向的加速度為:a=g/2,打到板上的時(shí)間為:   油滴受到的合力為mg,所以加速度為g,達(dá)到板上速度的大小為: www.ks5u.com

【答案】(1)  將打在A板上    (2)

7.【解析】(1)在帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向上任取一點(diǎn),設(shè)其坐標(biāo)為,取接地極板為零勢(shì)能點(diǎn)。將粒子從O點(diǎn)移到處電場(chǎng)力做正功,,即粒子在x處的電勢(shì)能為,在處的電勢(shì)能為。

再由牛頓第二定律①,②,解得③,又④,⑤,,得⑥,即該帶電粒子在極板間運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,電勢(shì)能與動(dòng)能總和保持不變,證畢。

  (2)粒子在豎直向上射出后做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)。故豎直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)P點(diǎn)時(shí)有⑦;水平方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),有⑧,聯(lián)立解得

【答案】

 8.【解析】(1)油滴勻速下落過(guò)程中受到的電場(chǎng)力和重力平衡,可見(jiàn)所帶電荷為負(fù)電荷,即,得                   

(2)油滴加速下落,若油滴帶負(fù)電,電荷量為Q1,則油滴所受到的電場(chǎng)力方向向上,設(shè)此時(shí)的加速度大小為a1,由牛頓第二定律得 

            得.                                

若油滴帶正電,電荷量為Q2,則油滴所受到的電場(chǎng)力方向向下,設(shè)此時(shí)的加速度大小為a2,由牛頓第二定律得

                     即。                            

【答案】(1)     (2)

9.【解析】(1)小球在θ=600角處處于平衡,則Eq=mgtanθ  

                     

    方向水平向左                                 

(2)王明同學(xué)的求解不正確                                 

因?yàn)樾∏蛟讦?600處處于平衡,因此小球從θ=300的A點(diǎn)釋放,它不會(huì)往A點(diǎn)的左邊運(yùn)動(dòng),而是以θ=600處為中心、以A點(diǎn)為端點(diǎn)來(lái)回?cái)[動(dòng),即小球不會(huì)運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)O        

王明同學(xué)的求解實(shí)際上也不是小球運(yùn)動(dòng)到θ=600的平衡位置處的速度。 

平衡位置處的速度的正確求解應(yīng)該是:據(jù)動(dòng)能定理有

       

聯(lián)解得                   

【答案】(1)    (2)

10.【解析】(1)設(shè)微粒穿過(guò)B板小孔時(shí)的速度為v,根據(jù)動(dòng)能定理,有

      解得 

(2)微粒進(jìn)入半圓形金屬板后,電場(chǎng)力提供向心力,有

       聯(lián)立⑴、⑵,得       

(3)微粒從釋放開(kāi)始經(jīng)t1射出B板的小孔,則

        

設(shè)微粒在半圓形金屬板間運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)t2第一次到達(dá)最低點(diǎn)P點(diǎn),則

    

所以從釋放微粒開(kāi)始,經(jīng)過(guò)微粒第一次到達(dá)P點(diǎn)

根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性,易知再經(jīng)過(guò)微粒再一次經(jīng)過(guò)P點(diǎn)

所以經(jīng)過(guò)時(shí)間,微粒經(jīng)過(guò)P點(diǎn)。

【答案】(1)    (2)          (3)

11.【解析】(1)若第1個(gè)粒子落到O點(diǎn),由=v01t1  

gt12 (1分)    得v012.5 m/s                          

若落到B點(diǎn),由L=v02t1,gt22得v02=5 m/s

故2.5 m/s<v0<5 m/s

(2)由L=v01t   得t=4×10-2 s     

at2     得a=2.5 m/s2      

由mg-qE=ma,E=  得Q=6×10-6 C   所以=600個(gè)

【答案】(1)2.5 m/s<v0<5 m/s (2)600個(gè)

                            考點(diǎn)預(yù)測(cè)題

1.【解析】根據(jù)上述規(guī)律可知,引入的第三個(gè)小球必須帶負(fù)電,放在前兩個(gè)小球的連線上且離+Q較近。設(shè)第三個(gè)小球帶電量為q,放在距離+Q為x處(如圖所示),由平衡條件和庫(kù)侖定律有:                                         

   解得   以+Q為研究對(duì)象,由平衡條件得:

即第三個(gè)小球帶負(fù)電,電荷量為Q的

【答案】第三個(gè)小球帶負(fù)電,電荷量為Q的

2.【解析】質(zhì)子帶電為+e,所以它是由2個(gè)上夸克和1個(gè)下夸克組成的.按題意,三個(gè)夸克必位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)處.這時(shí)上夸克與上夸克之間的靜電力應(yīng)為

        

代入數(shù)值,得  =46N,為斥力.    

上夸克與下夸克之間的靜電力為      

代入數(shù)值,得=23N,為吸力.      

【答案】=23N,為吸力

3.【解析】由a點(diǎn)的電場(chǎng)線密度比b點(diǎn)的大,所以其場(chǎng)強(qiáng)也越大,同一電荷受到的電場(chǎng)力也大,即Fa>Fb,又因電場(chǎng)力做正功,所以Q為正電荷,故選項(xiàng)A正確

【答案】A

4.【解析】本題屬于連接體問(wèn)題,主要考查牛頓第二定律在電場(chǎng)中的應(yīng)用,設(shè)加速度為a,對(duì)整體有:,再隔離球2分析:,聯(lián)立兩式得:,所以選項(xiàng)A正確

【答案】A

5.【解析】電場(chǎng)力的方向與面ABCD垂直,所以面ABCD是等勢(shì)面,A、D兩點(diǎn)的電勢(shì)差為0,又因A、A兩點(diǎn)的電勢(shì)差不為0,所以選項(xiàng)A錯(cuò)。帶正電的粒子從A點(diǎn)到D電場(chǎng)力不做功,而由D→D'電場(chǎng)力做功,所以選項(xiàng)B正確;同理,帶負(fù)電的粒子從A點(diǎn)沿路徑A→D→D'移到D'點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大,選項(xiàng)C錯(cuò);由電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)得選項(xiàng)D也正確。

【答案】BD

6.【解析】因電場(chǎng)力做功只與始末位置有關(guān),與路徑無(wú)關(guān),故選項(xiàng)D對(duì)。把一正的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少,所以選項(xiàng)A正確。而B(niǎo)錯(cuò)。負(fù)電荷則相反,即選項(xiàng)C錯(cuò)。

 【答案】AD

        

7.【解析】本題主要考查電場(chǎng)力做功和電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系。根據(jù)W=得W=8×10-6 J,因沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離d小于1m,所以由得E大于8 V/m,故選項(xiàng)A正確。

【答案】A

8.【解析】在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,由于U=Ed,所以任意一族平行線上等距離的兩點(diǎn)的電勢(shì)差相等,因此Uab=Ucd,所以c點(diǎn)電勢(shì)為8V。,B對(duì)?疾閯驈(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系,難度適中。

【答案】B

9.【解析】先根據(jù)電容器在電路穩(wěn)定的情況下相當(dāng)于斷路,比較兩種情況下兩極板的電勢(shì)差、電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)力大小進(jìn)而確定較大關(guān)系;再根據(jù)兩種情況下的總電阻大小確定電流關(guān)系。當(dāng)滑片在a位置時(shí)平行板電容器兩極板間電勢(shì)差比當(dāng)滑片在b位置時(shí)小,場(chǎng)強(qiáng)也就小,故θ12 ,兩種情況下的閉合電路總電阻不變,故I1=I2所以正確選項(xiàng)D。

【答案】D

10.【解析】由于電容、和靜電計(jì)Y在電路中都起斷路作用,故沒(méi)有電流通過(guò)電壓表,故正確答案為選項(xiàng)C.

【答案】C

11.【解析】(1)極間場(chǎng)強(qiáng);

(2)粒子在極板間運(yùn)動(dòng)的加速度 

(3)由,得:   

  【答案】(1)  (2)     (3)      

12.【解析】對(duì)帶電系統(tǒng)進(jìn)行分析,假設(shè)球A能達(dá)到右極板,電場(chǎng)力對(duì)系統(tǒng)做功為W1,有:

而且還能穿過(guò)小孔,離開(kāi)右極板。 

假設(shè)球B能達(dá)到右極板,電場(chǎng)力對(duì)系統(tǒng)做功為W2,有:

綜上所述,帶電系統(tǒng)速度第一次為零時(shí),球A、B應(yīng)分別在右極板兩側(cè)。  

(1)帶電系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),設(shè)加速度為a1,由牛頓第二定律:

=   ③

球B剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),帶電系統(tǒng)的速度為v1,有:

        ④

由③④求得:  ⑤

(2)設(shè)球B從靜止到剛進(jìn)入電場(chǎng)的時(shí)間為t1,則:

         ⑥

將③⑤代入⑥得:

      ⑦

球B進(jìn)入電場(chǎng)后,帶電系統(tǒng)的加速度為a2,由牛頓第二定律:

   ⑧

顯然,帶電系統(tǒng)做勻減速運(yùn)動(dòng)。設(shè)球A剛達(dá)到右極板時(shí)的速度為v2,減速所需時(shí)間為t2,則有:

  ⑨

          ⑩

求得:   ⑾

球A離電場(chǎng)后,帶電系統(tǒng)繼續(xù)做減速運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度為a3,再由牛頓第二定律:

    ⑿

設(shè)球A從離開(kāi)電場(chǎng)到靜止所需的時(shí)間為t3,運(yùn)動(dòng)的位移為x,則有:

     ⒀

    ⒁

求得:      ⒂

由⑦⑾⒂可知,帶電系統(tǒng)從靜止到速度第一次為零所需的時(shí)間為:

        ⒃

球A相對(duì)右板的位置為:  ⒄

【答案】(1)   (2)

13.【解析】(1)由題意可知電場(chǎng)力的力臂為l sinθ,故力矩M=2×E0l sinθ=E0q/sinθ

(2)W=2 E0(1-cosθ)=E0q /(1-cosθ)

(3)電偶極子在外電場(chǎng)中處于力矩平衡時(shí),電偶極子的方向與外加電場(chǎng)的夾角0或者π

①當(dāng)電偶極子方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同時(shí),即夾角為零時(shí)(如圖所示)由于電偶極子與電場(chǎng)垂直時(shí)電勢(shì)能為零, 所以該位置的電勢(shì)能等于由該位置轉(zhuǎn)到與電場(chǎng)垂直時(shí)電場(chǎng)力所做的功,電勢(shì)能 EP1=-E0ql             

②當(dāng)電偶極子方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反時(shí),即夾角π為時(shí)同理可得,電勢(shì)能 EP2=E0ql

(4)由題意知 F=E0q0-2

【答案】(1)E0q/sinθ(2)E0q /(1-cosθ)   (3)夾角為零EP1=-E0ql ,夾角π為時(shí)同理可得,電勢(shì)能 EP2=E0ql

 (4)

14.【解析】由題意可知,帶電小球在勻強(qiáng)電場(chǎng)和點(diǎn)電荷非勻強(qiáng)電場(chǎng)這樣的疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),前兩問(wèn)應(yīng)用力的觀點(diǎn)求解,因庫(kù)侖力是變力,所以第(3)問(wèn)只能用能的觀點(diǎn)求解。

(1)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)小球受重力、庫(kù)侖力、桿的彈力和電場(chǎng)力,沿桿方向運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得

                                                  

解得                                             

代入數(shù)據(jù)解得                                      

(2)小球速度最大時(shí)合力為零,即

                                                        

解得                                                        

代入數(shù)據(jù)解得                                                  

(3)小球從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度為的過(guò)程中,設(shè)重力做功為,電場(chǎng)力做功為

     庫(kù)侖力做功為,根據(jù)動(dòng)能定理有

    

                                                        

                                                  

解得                            

設(shè)小球的電勢(shì)能改變了△,則

                                                     

                                             

【答案】(1) (2)    (3)

 

 

 

 


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