(12分)帶有等量異種電荷的兩塊水平金屬板M、N正對放置,相距為dd遠(yuǎn)小于兩板的長和寬),一個(gè)帶正電的油滴A恰好能懸浮在兩板正中央,如圖所示。A的質(zhì)量為m,所帶電荷量為q,在A正上方距離M板2d處,有另一質(zhì)量也為m的帶電油滴B由靜止釋放,可穿過M板上的小孔進(jìn)入兩板間,若能與油滴A相碰,會結(jié)合成一個(gè)油滴,結(jié)合后的瞬間該油滴的速度為碰前油滴B速度的一半,方向豎直向下。整個(gè)裝置放在真空環(huán)境中,不計(jì)油滴B和A間的庫侖力以及金屬板的厚度,為使油滴B能與油滴A相碰且結(jié)合后不會與金屬板N接觸,重力加速度取g,求:

(1)金屬板M、N間的電壓U的大。
(2)油滴B帶何種電荷?請簡要說明理由;
(3)油滴B所帶電荷量的范圍。
(1);(2)正電荷;(3) 

試題分析:(1) 根據(jù)油滴平衡得到mg=Eq=,      (+2分)
解得:                (+1分)
(2)正電荷, (+1分)。因?yàn)橛偷蜝與A結(jié)合時(shí)重力增大,所以電場力也必須增大才能使新油滴接下來做減速運(yùn)動,而碰不到金屬板N,由此可知:油滴B的電性與A相同,帶正電荷。      (+3分)
(3)設(shè)油滴B與A相碰前的瞬時(shí)速度為v,根據(jù)動能定理有:
………………………………………………①
將qU=mgd代入式中可得:
因?yàn)関必須大于0,所以Q < 5q。      (+2分)
當(dāng)油滴B與A結(jié)合后,根據(jù)動能定理有:
……………………………………②  
由①②解得:     (+2分)
所以:  (+1分)
點(diǎn)評:本題要求學(xué)生熟知受力平衡的條件,能夠熟練應(yīng)用動能定理解題。
練習(xí)冊系列答案
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質(zhì)量為m的金屬導(dǎo)體棒置于傾角為的導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為,當(dāng)導(dǎo)體棒通以垂直紙面向里的電流時(shí),恰能在導(dǎo)軌上靜止。如圖所示的四個(gè)圖中,標(biāo)出了四種可能的勻強(qiáng)磁場方向,其中導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的摩擦力可能為零的是

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當(dāng)一個(gè)物體靜止在水平桌面上時(shí),則( 。
A.物體對桌面的壓力就是該物體的重力B.物體對桌面的壓力使該物體發(fā)生形變
C.桌面形變產(chǎn)生對物體的支持力D.支持力與壓力是一對平衡力

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如圖所示,小孩用水平力推靜止在水平地面上的大木箱,沒有推動。關(guān)于木箱受到的力及它們的關(guān)系說法正確的是:
A.重力、支持力、推力、摩擦力都屬于電磁相互作用
B.木箱受到的推力是因?yàn)樾『l(fā)生了形變
C.推力方向和摩擦力方向相同
D.推力大小小于摩擦力大小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如右圖所示,質(zhì)量為m的小球用細(xì)線拴住放在光滑斜面上,斜面足夠長,傾角為的斜面體置于光滑水平面上,用水平力F推斜面體使斜面體緩慢地向左移動,小球沿斜面緩慢升高。當(dāng)線拉力最小時(shí),推力F等于(        ) 
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,三根輕繩分別連接于C、D兩點(diǎn),A、B兩端被懸掛在水平天花板上,F(xiàn)在C點(diǎn)懸掛重物后,在D點(diǎn)施加一個(gè)力可使CD繩保持水平,為使此力最小,施力的方向應(yīng)該

A.沿垂直BD方向         B.沿垂直CD方向
C.沿平行AB方向          D.沿CD方向

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,質(zhì)量為m的物體,在與水平成θ的恒力F作用下沿水平地面勻速直線運(yùn)動,物體與頂板間的動摩擦因數(shù)為,則物體受到的摩擦力大小為 :(    )
A.F·cosB.F·sin
C.(Fsin+mg)D.(mg—Fsin)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,A、B兩物體均處于靜止?fàn)顟B(tài),關(guān)于B物體受力情況,下列說法中正確的是

A.B物體可能受三個(gè)力,也可能受四個(gè)力
B.B物體一定受到四個(gè)力
C.B物體必受到地面的靜摩擦力作用
D.B物體可能不受地面的支持力作用

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