（2012?上海模擬）在動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2的粗糙絕緣足夠長(zhǎng)的水平滑漕中，長(zhǎng)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A和B，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(kù)侖力）．現(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，MP和NQ的距離為3L，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E=1.2mg/q，方向水平向右．釋放帶電系統(tǒng)，讓A、B從靜止開(kāi)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(kāi)電場(chǎng)邊界NQ時(shí)的速度大小
（3）帶電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，B球電勢(shì)能增加量的最大值．
分析：（1）B進(jìn)入電場(chǎng)前的過(guò)程中，系統(tǒng)做勻加速運(yùn)動(dòng)，使用牛頓第二定律，先求出加速度，再求出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
（2）B進(jìn)入電場(chǎng)后前的過(guò)程中，系統(tǒng)做勻減速運(yùn)動(dòng)，使用牛頓第二定律，先求出加速度，再求出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最后求出速度．也可以使用動(dòng)能定理求解；
（3）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，據(jù)此列公式求出即可．
解答：解：
（1）帶電系統(tǒng)開(kāi)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(kāi)始做減速運(yùn)動(dòng)．設(shè)B進(jìn)入電場(chǎng)前的過(guò)程中，系統(tǒng)的加速度為a1，
由牛頓第二定律：2Eq-μ2mg=2ma1           即：a1=g
B剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，由：L=
1
2
a1
t
2
1
               
可得：t1=
2L
g

（2）當(dāng)A剛滑到右邊界時(shí)，電場(chǎng)力對(duì)系統(tǒng)做功為：W1=2Eq?2L+（-3Eq?L）=EqL
摩擦力對(duì)系統(tǒng)做功為：W2=-μ?2mg?2l=-0.8mgL
W總=EqL-0.8mgL=0.4mgL         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v1，v1=a1t1=
2gL

設(shè)B進(jìn)入電場(chǎng)后，系統(tǒng)的加速度為a2，由牛頓第二定律：2Eq-3Eq-2μmg=2ma2
a2=-0.8g
系統(tǒng)做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球A第一次離開(kāi)電場(chǎng)邊界NQ時(shí)的速度大小為v2；
由：
v
2
2
-
v
2
1
=2a?2L，
可得：v2=
0.4gL

（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x
由動(dòng)能定理：2Eq?2L-3Eq×（L+x）-μ2mg（2L+x）=0
可得：x=0.1L
所以B電勢(shì)能增加的最大值△W1=3Eq×1.1L=3.3EqL=3.96mgL      
答：（1）小球B第一次到達(dá)電場(chǎng)邊界MP所用的時(shí)間
2L
g
；
（2）小球A第一次離開(kāi)電場(chǎng)邊界NQ時(shí)的速度大小
0.4gL
；
（3）帶電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，B球電勢(shì)能增加量的最大值3.96mgL．
點(diǎn)評(píng)：該題情景新穎，針對(duì)同一過(guò)程的問(wèn)題精致，要求我們需要對(duì)該過(guò)程減小細(xì)致的分析，才能找出正確的解題思路和方法．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2012?上海模擬）如圖所示，絕緣桿兩端固定帶電小球A和B，輕桿處于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，不考慮兩球之間的相互作用．初始時(shí)桿與電場(chǎng)線垂直，將桿右移的同時(shí)順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)90°，發(fā)現(xiàn)A、B兩球電勢(shì)能之和不變．根據(jù)如圖給出的位置關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是（　　）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（2012?上海模擬）如圖（甲）所示，兩個(gè)水平和傾斜光滑直導(dǎo)軌都通過(guò)光滑圓弧對(duì)接而成，相互平行放置，兩導(dǎo)軌相距L=lm，傾斜導(dǎo)軌與水平面成θ=300角，傾斜導(dǎo)軌的下面部分處在一垂直斜面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)I中，I區(qū)中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖（乙）所示垂直斜面向上為正值，圖中t1、t2未知．水平導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，其左端接有理想靈敏電流計(jì)G（內(nèi)阻不計(jì)）和定值電阻R=3Ω，水平導(dǎo)軌處在一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)Ⅱ中，Ⅱ區(qū)中的磁場(chǎng)恒定不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2=1T，在t=0時(shí)刻，從斜軌上磁場(chǎng)I區(qū)外某處垂直于導(dǎo)軌水平靜止釋放一金屬棒ab，棒的質(zhì)量m=0．l kg，棒的電阻r=2Ω，棒下滑時(shí)與導(dǎo)軌保持良好接觸，設(shè)棒通過(guò)光滑圓弧前后速度大小不變，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)．若棒在斜面上向下滑動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，靈敏電流計(jì)指針?lè)�(wěn)定時(shí)顯示的電流大小相等，t2時(shí)刻進(jìn)入水平軌道，立刻對(duì)棒施一平行于框架平面沿水平且與桿垂直的外力．（g取10m/s2）求：
（1）ab棒進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)I時(shí)速度V的大��；（2）磁場(chǎng)區(qū)I在沿斜軌方向上的寬度d；
（3）棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到剛好進(jìn)入水平軌道這段時(shí)間內(nèi)ab棒上產(chǎn)生的熱量Q；
（4）若棒在t2時(shí)刻進(jìn)入水平導(dǎo)軌后，電流計(jì)G的電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖（丙）所示（而未知），已知t2到t3的時(shí)間為0.5s，t3到t4的時(shí)間為1s，請(qǐng)?jiān)趫D（�。┲凶鞒鰐2到t4時(shí)間內(nèi)外力大小F隨時(shí)間t變化的函數(shù)圖象．（從上向下看逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏髡较颍?BR>

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2012?上海模擬）關(guān)于波的干涉和衍射現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是（　　）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2012?上海模擬）一列沿x正方向傳播的簡(jiǎn)諧波t=0時(shí)刻的波形如圖所示，t=0.2s時(shí)C點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)，則（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2012?上海模擬）在一次國(guó)際城市運(yùn)動(dòng)會(huì)中，要求運(yùn)動(dòng)員從高為H=4m的平臺(tái)上A點(diǎn)由靜止出發(fā)，沿著動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2的滑道向下運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后水平滑出，最后落在水池中．滑道的水平距離L大小不變，設(shè)滑道的水平距離為L(zhǎng)=5m，B點(diǎn)的高度h可由運(yùn)動(dòng)員自由調(diào)節(jié)，A點(diǎn)不動(dòng)，AB長(zhǎng)度可以調(diào)整．（取g=10m/s2） 求：
（1）運(yùn)動(dòng)員要達(dá)到最大水平運(yùn)動(dòng)距離，B點(diǎn)的高度h應(yīng)調(diào)為多大？平拋過(guò)程的最大水平距離Smax為多少？
（2）為了研究物體從B點(diǎn)沿光滑拋物線軌道頂端無(wú)初速下滑的運(yùn)動(dòng)，制做一個(gè)與第（1）中運(yùn)動(dòng)員平拋軌跡完全相同的光滑軌道，并將該軌道固定在與BC曲線重合的位置，讓另一物體P沿該軌道無(wú)初速下滑（下滑過(guò)程中始終不會(huì)脫離軌道），則物體P通過(guò)軌道最低點(diǎn)C時(shí)的水平分速度和豎直分速度大�。�

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