15. (2009年江蘇徐州一中8) 如圖所示,一矩形絕緣木板放在光滑水平面上,另一質(zhì)量為m、帶電量為q的小物塊沿木板上表面以某一初速度從A端沿水平方向滑入,木板周圍空間存在足夠大、方向豎直向下的勻強電場.已知物塊與木板間有摩擦,物塊沿木板運動到B端恰好相對靜止.若將勻強電場的方向改為豎直向上,大小不變,且物塊仍以原初速度沿木板上表面從A端滑入,結(jié)果物塊運動到木板中點時相對靜止.求:
⑴物塊所帶電荷的性質(zhì).
⑵勻強電場場強的大小
解析:⑴電場方向改為豎直向上后,物塊相對木板運動的位移變小,說明摩擦力變大,它們之間的壓力變大了,物塊所受的電場力向下,所以物塊帶負(fù)電.
⑵設(shè)勻強電場的場強大小為E,木板質(zhì)量為M、長度為L,物塊的初速度為v0,物塊和木板共同速度為v.
當(dāng)電場方向向下時:
由物塊在豎直方向受力平衡得:N1+qE = mg
由物塊與木板組成的系統(tǒng)動量守恒得:mv0 = (M + m)v
由系統(tǒng)能量守恒得:μN1L = mv02- (m+M)v2
當(dāng)電場方向向上時:
由物塊在豎直方向受力平衡得: qE+mg = N2
由物塊與木板組成的系統(tǒng)動量守恒得:mv0 = (M + m)v
由系統(tǒng)能量守恒得:μN2•L =mv02- (m+M)v2
解得:E =
14. (2009年上海普陀區(qū)5(2)) 如圖所示,在光滑絕緣水平面兩端有兩塊平行帶電金屬板A、B,其間存在著場強E=200N/C的勻強電場,靠近正極板B處有一薄擋板S。一個帶電小球,質(zhì)量為m=1×10-2kg、電量q=-2×10-3C,開始時靜止在P點,它與擋板S的距離為h=5cm,與A板距離為H=45cm。靜止釋放后小球在電場力的作用下向左運動,與擋板S相碰后電量減少到碰前的K倍,K=5/6,碰后小球的速度大小不變。
(1)設(shè)勻強電場中擋板S所在位置的電勢為零,則電場中P點的電勢Up為多少?小球在P點時的電勢能p為多少?
(2)小球第一次與擋板S碰撞時的速度多大?第一次碰撞后小球能運動到離A板多遠(yuǎn)的地方?
(3)小球從P點出發(fā)第一次回到最右端的過程中電場力對小球做了多少功?
解:(1),
,
(2),
,
,
(3),
,
13.(2009年北京石景山區(qū)5(5)) 質(zhì)量m=2.0×10-4kg、電荷量q=1.0×10-6C的帶正電微粒靜止在空間范圍足夠大的勻強電場中,電場強度大小為E1.在t=0時刻,電場強度突然增加到E2=4.0×103N/C,場強方向保持不變.到t=0.20s時刻再把電場方向改為水平向右,場強大小保持不變.取g=10m/s2.求:
(1)原來電場強度E1的大��?
(2)t=0.20s時刻帶電微粒的速度大��?
(3)帶電微粒運動速度水平向右時刻的動能?
解:(1)當(dāng)場強為E1的時候,帶正電微粒靜止,所以mg=E1q…
所以
(2)當(dāng)場強為E2的時候,帶正電微粒由靜止開始向上做勻加速直線運動,設(shè)0.20s后的速度為v,由動量定理有 (E2q-mg)t = mv , 解得:v=2m/s
(3)把電場E2改為水平向右后,帶電微粒在豎直方向做勻減速運動,設(shè)帶電微粒速度達到水平向右所用時間為t1,則 0-v1=-gt1, 解得:t1=0.20s
設(shè)帶電微粒在水平方向電場中的加速度為a2,
根據(jù)牛頓第二定律 q E2=ma2 , 解得:a2=20m/s2
設(shè)此時帶電微粒的水平速度為v2, v2=a2t1,解得:v2=4.0m/s
設(shè)帶電微粒的動能為Ek, Ek==1.6×10-3J
12. (2009年北京海淀區(qū)2(1))如圖所示,由兩塊相互靠近的平行金屬板組成的平行板電容器的極板N與靜電計相接,極板M接地。用靜電計測量平行板電容器兩極板間的電勢差U。在兩板相距一定距離d時,給電容器充電,靜電計指針張開一定角度。在整個實驗過程中,保持電容器所帶電量Q不變,下面哪些操作將使靜電計指針張角變小( CD )
A.將M板向下平移
B.將M板沿水平向左方向遠(yuǎn)離N板
C.在M、N之間插入云母板(介電常數(shù)ε>1)
D.在M、N之間插入金屬板,且不和M、N接觸
11.(2009年北京豐臺區(qū)1(5)) 如圖所示,在水平放置的已經(jīng)充電的平行板電容器之間,有一帶負(fù)電的油滴處于靜止?fàn)顟B(tài).若某時刻油滴的電荷量開始減小(質(zhì)量不變),為維持該油滴原來的靜止?fàn)顟B(tài)應(yīng) ( A )
A.給平行板電容器繼續(xù)充電,補充電荷量
B.讓平行板電容器放電,減少電荷量
C.使兩極板相互靠近些
D.使兩極板相互遠(yuǎn)離些
10.(2009年湖南長沙二中高三第一次質(zhì)量檢測試卷1(3)).如圖所示,在負(fù)電荷(電荷量為Q)的傍邊不遠(yuǎn)處有一金屬桿,在靜電平衡時它的左端帶有+q的電荷,右端帶有-q的電荷。某同學(xué)畫了一根圖示電場線a,以下關(guān)于電場線a的說法正確的( B )
A.是錯誤的,因為已成了閉合曲線
B.是錯誤的,因為導(dǎo)體是等勢體
C.是正確的,因為從正電荷出發(fā)終止于負(fù)電荷
D.是正確的,因為右端電勢高于左端
9.(2009年湖南長沙二中高三第一次質(zhì)量檢測試卷1(5)).如圖所示,在電場中,一個負(fù)電荷從C點分別沿直線移到A點和B點,在這兩個過程中,均需克服電場力做功,且做功的值相同,有可能滿足這種做功情況的電場是 ( A )
①正y方向的勻強電場
②正x方向的勻強電場
③在第Ⅰ象限內(nèi)有負(fù)點電荷
④在第Ⅳ象限內(nèi)有負(fù)點電荷
A.①③④ B.①② C.③④ D.②③④
8.(2009 年上海盧灣區(qū) 5 )用兩輕繩的末端各系質(zhì)量分別為mA、、mB的帶同種電荷的小球,兩繩另一端同系于O點,如圖所示,繩長分別為LA、、LB,且mB=2mA,LA=2LB,平衡后繩與豎直方向夾角分別為
、β.關(guān)于兩夾角的大小關(guān)系,正確的判斷是 ( A )
A、α=β B、α<β C、α>β D、 無法確定
7. (2009年江蘇睢寧中學(xué)1(6)) 如圖是一簇未標(biāo)明方向、由單一點電荷產(chǎn)生的電場線,虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡,a、b是軌跡上的兩點,若帶電粒子在運動中只受電場力作用,根據(jù)此圖可判斷出該帶電粒子
( D )
(A)電性與場源電荷的電性相同
(B)在a、b兩點所受電場力大小Fa>Fb
(C)在a、b兩點時速度大小va>vb
(D)在a、b兩點的電勢能Ea<Eb
6. (2009年江蘇華羅庚中學(xué)1(1)) 勻強電場中的三點A、B、C是一個三角形的三個頂點,AB的長度為1 m,D為AB的中點,如圖所示。已知電場線的方向平行于ΔABC所在平面,A、B、C三點的電勢分別為14 V、6 V和2 V。設(shè)場強大小為E,一電量為1×10-6 C的正電荷從D點移到C點電場力所做的功為W,則 ( A
)
A.W=8×10-6 J,E>8 V/m
B.W=6×10-6 J,E>6 V/m
C.W=8×10-6 J,E≤8 V/m
D.W=6×10-6 J,E≤6 V/m
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