【題目】如圖所示,沿水平方向放置一條平直光滑槽,它垂直穿過開有小孔的兩平行薄板,板相距3.5L。槽內(nèi)有兩個質(zhì)量均為m的小球ABA球帶電量為+q,B球帶電量為-3q,兩球由長為2L的輕桿相連,組成一帶電系統(tǒng)。最初AB分別靜止于左板的兩側(cè),離板的距離均為L。若視小球為質(zhì)點,不計輕桿的質(zhì)量,現(xiàn)在兩板之間加上與槽平行,場強為E的向右的勻強電場后(設(shè)槽和輕桿由特殊絕緣材料制成,不影響電場的分布),帶電系統(tǒng)開始運動。試求:

(1)從開始運動到B球剛進入電場時,帶電系統(tǒng)電勢能的改變量E;

(2)以右板電勢為零,帶電系統(tǒng)從開始運動到速度第一次為零時,A球所在位置的電勢φ為多大?

(3)帶電系統(tǒng)從開始運動到速度第一次為零所需的時間。

【答案】

1

2

3

【解析】

(1)根據(jù)電場力做功可以求出電勢能的該變量

(2)求出運動的位移,再根據(jù)由板電勢為零,可以求出帶電系統(tǒng)從運動到速度第一次為零時A球所在位置的電勢UA

(3) 根據(jù)運動學(xué)公式求分段求出運動時間,則總時間也就求出來了

(1)設(shè)球B剛進入電場時,電場力做功使帶電系統(tǒng)電勢能減少

(2)設(shè)B進入電場后帶電系統(tǒng)又運動了s速度變?yōu)榱?

由動能定理得

計算得出,即離右板距離為L帶電系統(tǒng)速度第一次為零

以右板電勢為零,速度第一次為零的位置電勢大于零,所以帶電系統(tǒng)速度第一次為零時,球A所在位置的電勢為

(3)設(shè)A球運動了L時速度為,由動能定理得

計算得出,

運動時間為

A球運動s時加速度為,

.

所以帶電系統(tǒng)速度第一次為零所需的時間為

分析帶電系統(tǒng)在本裝置中受到的電場力,再結(jié)合運動的位移可以求出電場力做功,則電勢能的變化即可求出來。

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置,底端接電阻R,輕彈簧上端固定,下端懸掛質(zhì)量為m的金屬棒,金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好。除電阻R外,其余電阻不計。導(dǎo)軌處于勻強磁場中,磁場方向垂直導(dǎo)軌所在平面。靜止時金屬棒位于A處,此時彈簧的伸長量為Δl,彈性勢能為Ep。重力加速度大小為g。將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放,金屬棒在運動過程中始終保持水平,則

A. 當(dāng)金屬棒的速度最大時,彈簧的伸長量為Δl

B. 電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于mgΔl-Ep

C. 金屬棒第一次到達A處時,其加速度方向向下

D. 金屬棒第一次下降過程通過電阻R的電荷量比第一次上升過程的多

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【題目】回?zé)崾街评錂C是一種深低溫設(shè)備,制冷極限約50 K。某臺回?zé)崾街评錂C工作時,一定量的氦氣(可視為理想氣體)緩慢經(jīng)歷如圖所示的四個過程:已知狀態(tài)AB的溫度均為27℃,狀態(tài)CD的溫度均為-133℃,下列判斷正確的是_________

A. 氣體由狀態(tài)AB過程,溫度先升高后降低

B. 氣體由狀態(tài)BC過程,內(nèi)能保持不變

C. 氣體由狀態(tài)CD過程,分子間的平均間距減小

D. 氣體由狀態(tài)CD過程,氣體對外做功

E. 氣體由狀態(tài)DA過程,其熱力學(xué)溫度與壓強成正比

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一列波沿x軸傳播,t2s時刻的波形如圖所示,如圖是某質(zhì)點的振動圖象,則下列說法正確的是( 。

A. 波的傳播速度為lm/s

B. 波如果向右傳播,則圖2處質(zhì)點的振動圖象

C. 波如果向左傳播,則圖2處質(zhì)點的振動圖象

D. 波如果向左傳播,則處質(zhì)點經(jīng)過1s到達

E. 無論波向左傳播還是向右傳播,處在2s內(nèi)路程都為2A

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖示為直角三棱鏡的截面ABC其中∠B=60°,直角邊AC的長度為L,一束單色光從D點以與AC邊成30°角入射到棱鏡中,已知CD=2AD,棱鏡對該單色光的折射率為,光在真空中的速度為c。求:

①光線從BC邊射出時與該邊的夾角;

②此單色光通過三棱鏡的時間。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖所示的電路中,變壓器為理想變壓器,原、副線圈的匝數(shù)比為1:2,三個定值電阻的阻值相同,其它電阻不計,電壓表為理想電表.現(xiàn)在a、b端輸入電壓恒定的正弦交流電,電鍵S斷開時,電壓表的示數(shù)為U1,電鍵S閉合后,電壓表的示數(shù)為U2,則U1:U2的值為

A. 5:3B. 3:5C. 3:2D. 2:3

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,三個固定的帶電小球a、bc,相互間的距離分別為ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm。小球c所受庫侖力的合力的方向平衡于ab的連線。設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對值為k,則( )

A. a、b的電荷同號,

B. ab的電荷異號,

C. ab的電荷同號,

D. a、b的電荷異號,

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,傾角為30°的光滑斜面底端固定一輕彈簧,O點為原長位置。質(zhì)量為0.5 kg的滑塊從斜面上A點由靜止釋放,物塊下滑并壓縮彈簧到最短的過程中,最大動能為8 J,F(xiàn)將物塊由A點上方0.4 m處的B點由靜止釋放,彈簧被壓縮過程中始終在彈性限度內(nèi),g10 m/s2,則下列說法正確的是

A. 物塊從O點開始做減速運動

B. B點釋放滑塊動能最大位置比從A點釋放要低

C. B點釋放滑塊最大動能為9 J

D. B點釋放彈簧最大彈性勢能比從A點釋放增加了1 J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列有關(guān)光學(xué)現(xiàn)象的說法正確的是 。

A. 光從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì),若入射角大于臨界角,則一定發(fā)生全反射

B. 做雙縫干涉實驗時,用紅光替代紫光,相鄰明條紋間距變大

C. 在白光下觀察肥皂泡,其表面的相鄰各條紋是等間距的

D. 光的偏振現(xiàn)象表明光是橫波

E. 在同一種物質(zhì)中,波長越短的光傳播速度越小

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