【題目】在動(dòng)摩擦因數(shù)μ0.2的粗糙絕緣足夠長的水平滑漕中,長為2L的絕緣輕質(zhì)細(xì)桿兩端各連接一個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球AB,如圖為俯視圖(槽兩側(cè)光滑)。A球的電荷量為+2q,B球的電荷量為-3q(均可視為質(zhì)點(diǎn),也不考慮兩者間相互作用的庫侖力),F(xiàn)讓A處于如圖所示的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域MPQN內(nèi),已知虛線MP恰位于細(xì)桿的中垂線,MPNQ的距離為3L,勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E1.2mg/q,方向水平向右。釋放帶電系統(tǒng),讓A、B從靜止開始運(yùn)動(dòng)(忽略小球運(yùn)動(dòng)中所產(chǎn)生的磁場(chǎng)造成的影響)。求:

1)小球B第一次到達(dá)電場(chǎng)邊界MP所用的時(shí)間;

2)小球A第一次離開電場(chǎng)邊界NQ時(shí)的速度大小

3)帶電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程中,B球電勢(shì)能增加量的最大值。

【答案】1233.96mgL

【解析】

(1)帶電系統(tǒng)開始運(yùn)動(dòng)后,先向右加速運(yùn)動(dòng);當(dāng)B進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)時(shí),開始做減速運(yùn)動(dòng).設(shè)B進(jìn)入電場(chǎng)前的過程中,系統(tǒng)的加速度為,由牛頓第二定律:,即:,B剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),由:,可得:

(2)當(dāng)A剛滑到右邊界時(shí),電場(chǎng)力對(duì)系統(tǒng)做功為:,摩擦力對(duì)系統(tǒng)做功為:,,故A球從右端滑出。設(shè)B從靜止到剛進(jìn)入電場(chǎng)的速度為,設(shè)B進(jìn)入電場(chǎng)后,系統(tǒng)的加速度為,由牛頓第二定律:,系統(tǒng)做勻減速運(yùn)動(dòng),設(shè)小球A第一次離開電場(chǎng)邊界NQ時(shí)的速度大小為;由: ,可得:

(3)當(dāng)帶電系統(tǒng)速度第一次為零,此時(shí)A已經(jīng)到達(dá)右邊界NQ外,B克服電場(chǎng)力做的功最多,B增加的電勢(shì)能最多,設(shè)此時(shí)A離右邊界NQ的距離為,由動(dòng)能定理:,可得:,所以B電勢(shì)能增加的最大值

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,xOy坐標(biāo)系中將一負(fù)檢驗(yàn)電荷Qy軸上a點(diǎn)移至x軸上b點(diǎn)時(shí),需克服電場(chǎng)力做功W;若從a點(diǎn)移至x軸上c點(diǎn)時(shí),也需克服電場(chǎng)力做功W.那么此空間存在的靜電場(chǎng)可能是( )

A. 存在電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿y軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng)

B. 存在電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng)

C. 處于第象限某一位置的正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)

D. 處于第象限某一位置的負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某靜止的原子核發(fā)生核反應(yīng)且放出能量Q,其方程為,假設(shè)釋放的能量全都轉(zhuǎn)化為新核YZ的動(dòng)能,其中Z的速度為v,以下結(jié)論正確的是( 。

A.Y原子核的動(dòng)能與Z原子核的動(dòng)能之比為FD

B.Y原子核的速度大小為

C.Y原子核和Z原子核的質(zhì)量之和比X原子核的質(zhì)量大c為光速)

D.YZ的結(jié)合能之和一定大于X的結(jié)合能

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,以O為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系Oxy,沿y軸放置一平面熒光屏,在y>0,0<x<0. 5m的區(qū)域有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0. 5T在原點(diǎn)O放一個(gè)開有小孔粒子源,粒子源能同時(shí)放出比荷為kg/C的不同速率的正離子束,沿與x軸成30°角從小孔射入磁場(chǎng),最后打在熒光屏上,使熒光屏發(fā)亮。入射正離子束的速率在0到最大值的范圍內(nèi),不計(jì)離子之間的相互作用,也不計(jì)離子的重力。

(1)求離子打到熒光屏上的范圍。

(2)若在某時(shí)刻(設(shè)為t=0時(shí)刻)沿與x軸成30°角方向射入各種速率的正離子,求經(jīng)過s時(shí),這些離子所在位置構(gòu)成的曲線方程。

(3)實(shí)際上,從O點(diǎn)射入的正離子束有一定的寬度,設(shè)正離子將在與x軸成30°~60°角內(nèi)進(jìn)入磁場(chǎng)。則某時(shí)刻(設(shè)為t=0時(shí)刻)在這一寬度內(nèi)向各個(gè)方向射入各種速率的離子,求經(jīng)過s時(shí)這些離子可能出現(xiàn)的區(qū)域面積。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的物體在水平傳送帶上由靜止釋放,傳送帶由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),始終保持以速度v勻速運(yùn)動(dòng),物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,物體過一會(huì)兒能保持與傳送帶相對(duì)靜止,對(duì)于物體從靜止釋放到相對(duì)靜止這一過程中,下列說法正確的是( 。

A.產(chǎn)生的摩擦熱為mv2B.摩擦力對(duì)物體做的功為mv2

C.傳送帶克服摩擦力做的功為mv2D.電動(dòng)機(jī)增加的功率為μmgv

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在x軸相距為L的兩點(diǎn)固定兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷+Q、-Q,虛線是以+Q所在點(diǎn)為圓心、L/2為半徑的圓,a、bc、d是圓上的四個(gè)點(diǎn),其中a、c兩點(diǎn)在x軸上,b、d兩點(diǎn)關(guān)于x軸對(duì)稱。下列判斷正確的是( )

A. b、d兩點(diǎn)處的電勢(shì)相同

B. 四點(diǎn)中c點(diǎn)處的電勢(shì)最低

C. bd兩點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度相同

D. 將一試探電荷+q沿圓周由a點(diǎn)移至c點(diǎn),+q的電勢(shì)能減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用下列器材組裝一個(gè)電路

A. 待測(cè)電池組

B.待測(cè)小燈泡(2A2.5V

C. 電流表A(量程3A、內(nèi)阻非常小)

D.電壓表V1(量程5V、內(nèi)阻非常大)

E. 電壓表V2(量程1.5V、內(nèi)阻為1000Ω

F. 滑動(dòng)變阻器R(最大阻值20Ω、額定電流5A

G.定值電阻R11000Ω

H.開關(guān)一只,導(dǎo)線若干

實(shí)驗(yàn)要求:既能測(cè)定電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r,又能同時(shí)描繪小燈泡的伏安特性曲線

(1)下列四個(gè)電路設(shè)計(jì)圖中,你認(rèn)為設(shè)計(jì)相對(duì)合理的實(shí)驗(yàn)電路圖是____;

A. B. C. D.

(2)通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器,每次記錄電流表A。電壓表Vl和電壓表V2的示數(shù),記錄數(shù)據(jù)如下:

根據(jù)表格中的原始數(shù)據(jù),經(jīng)過換算請(qǐng)?jiān)谙聢D所示UI坐標(biāo)系中,分別描繪出電池組和小燈泡的U-I圖線_______

(3)根據(jù)你繪制的圖線,電池組的電動(dòng)勢(shì)E=____V 、內(nèi)阻r=____Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(4)如果將兩個(gè)相同的該待測(cè)小燈泡并聯(lián)后,直接接到該電池組兩端,則兩個(gè)小燈泡實(shí)際消耗的總電功率為____W。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】我國于2010年發(fā)射的“嫦娥二號(hào)”探月衛(wèi)星簡化后的路線示意圖如圖所示.衛(wèi)星由地面發(fā)射后,經(jīng)過發(fā)射軌道進(jìn)入停泊軌道,然后在停泊軌道經(jīng)過調(diào)速后進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道,再次調(diào)速后進(jìn)入工作軌道,衛(wèi)星開始對(duì)月球進(jìn)行探測(cè).已知地球與月球的質(zhì)量之比為a,衛(wèi)星的停泊軌道與工作軌道的半徑之比為b,衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道上均可視為做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則(  )

A. 衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道運(yùn)行的速度之比為

B. 衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道運(yùn)行的周期之比為

C. 衛(wèi)星在停泊軌道運(yùn)行的速度大于地球的第一宇宙速度

D. 衛(wèi)星從停泊軌道轉(zhuǎn)移到地月轉(zhuǎn)移軌道,衛(wèi)星必須加速

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一小球(可視為質(zhì)點(diǎn))套在固定的水平光滑橢圓形軌道上,橢圓的左焦點(diǎn)為,長軸,短軸。原長為的輕彈簧一端套在過點(diǎn)的光滑固定轉(zhuǎn)軸上,另一端與小球連接。若小球沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng),在點(diǎn)時(shí)的速度大小為,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),則下列說法正確的是( 。

A.小球在點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能大于在點(diǎn)時(shí)的

B.小球在兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相等

C.小球在、點(diǎn)時(shí)的速度最大

D.小球在點(diǎn)時(shí)受到的合力方向由指向

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