【題目】如圖所示,一均勻帶正電的無限長細直棒水平放置,帶電細直棒在其周圍產(chǎn)生方向與直棒垂直向外輻射狀的電場,場強大小與直棒的距離成反比.在直棒上方有一長為a的絕緣細線連接了兩個質(zhì)量均為m的小球AB,A、B所帶電量分別為+q+4q,球A距直棒的距離為a,兩球恰好處于靜止狀態(tài).不計兩小球之間的靜電力作用.

1)求細線的張力;

2)剪斷細線,若A球下落的最大速度為vm,求A球下落到速度最大過程中,電場力對A球做的功.

3)分析剪斷細線后,B球的運動情況及能量的轉化情況.

【答案】1 2 3剪斷細線后,B小球做先上后下的往復運動(振動)

【解析】試題分析:分別隔離對A、B受力分析,通過共點力平衡求出細線的張力;當A球下落時,重力與電場力平衡時速度最大,根據(jù)平衡求出下降的距離,再根據(jù)動能定理求出電場力所做的功;剪斷細線后,B小球做先上后下的往復運動,在上升的過程中,電場力做正功,電勢能減小,根據(jù)能量守恒知,機械能增加,重力勢能增加,動能先增大后減。陆颠^程與上升過程對稱。

1設距直棒為r的點的電場強度大小為,分別對兩小球列平衡方程:

A

B

解得:

2)設A球下落到距直棒為r時速度最大,此時加速度為零,合力為零.

由平衡條件:

由上解得:

解得:

由動能定理:

解得:

3)剪斷細線后,B小球做先上后下的往復運動(振動)。在上升過程中,電勢能逐漸減小,機械能逐漸增大(重力勢能增大,動能先增大后減。辉谙陆颠^程中,電勢能逐漸增加,機械能逐漸減小(重力勢能減小,動能先增大后減小),機械能與電勢能的總和不變。

練習冊系列答案
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【題目】設宇宙中某一小行星自轉較快,但仍可近似看作質(zhì)量分布均勻的球體,半徑為R ;宇航員用彈簧測力計稱量一個相對自己靜止的小物體的重力,第一次在極點處,彈簧測力計的讀數(shù)為 ;第二次在赤道處,彈簧測力計的讀數(shù)為 ;假設第三次在赤道平面內(nèi)深度為 的隧道底部,示數(shù)為;第四次在距星球表面高度為R處繞行星做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星中,示數(shù)為。已知均勻球殼對殼內(nèi)物體的引力為零,則以下判斷正確的是(

A.

B. ;

C. ;

D. ;

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【題目】某同學要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ。步驟如下:

1用游標為20分度的卡尺測量其長度如圖甲所示,由圖可知其長度為________mm。

2用螺旋測微器測量其直徑如圖乙所示,由圖可知其直徑為________mm。

3用多用電表的電阻“×10”擋,按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻,表盤的示數(shù)如圖丙所示,則該電阻的阻值約為________Ω。

4該同學想用伏安法更精確地測量其電阻R,現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下:待測圓柱體電阻R

直流電源E(電動勢為4 V,內(nèi)阻不計)

電流表A1(量程為04 mA,內(nèi)阻約50 Ω)

電流表A2(量程為010 mA,內(nèi)阻約30 Ω)

電壓表V1(量程為03 V,內(nèi)阻約10 kΩ)

電壓表V2(量程為015 V,內(nèi)阻約25 kΩ)

滑動變阻器R1(阻值范圍015 Ω,允許通過的最大電流為2.0 A)

滑動變阻器R2(阻值范圍02 kΩ,允許通過的最大電流為0.5 A)

開關S,導線若干

為減少實驗誤差,要求測得多組數(shù)據(jù)進行分析,請在虛線框中畫出實驗測量的電路圖,并標明所用器材的符號______________

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【題目】如圖所示,質(zhì)量m0.5 kg、長L1 m的通電導體棒在安培力作用下靜止在傾角為37°的光滑絕緣框架上,磁場方向垂直于框架向下(磁場范圍足夠大),右側回路電源電動勢E8 V,內(nèi)電阻r1 Ω,額定功率為8 W、額定電壓為4 V的電動機正常工作,(g10 m/s2)(  )

A. 回路總電流為2 A

B. 電動機的額定電流為4 A

C. 流經(jīng)導體棒的電流為4 A

D. 磁感應強度的大小為1.5 T

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【題目】如圖所示是一定質(zhì)量的理想氣體的過程變化圖線,下列說法不正確的是_____

A、由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,氣體分子的平均動能增大

B、由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C,氣體密度增大

C、由狀態(tài)A變化到狀態(tài)C,氣體內(nèi)能不變

D、由A經(jīng)BC的過程與由A經(jīng)DC的過程,氣體對外做功相同

E、由A經(jīng)BC、由A經(jīng)DC、由A直接到C的三個過程中,氣體均吸熱,但是吸熱量值不同

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【題目】直流電路如圖所示,在滑動變阻器的滑片P向右移動時,電源的 ( )

A. 總功率一定減小

B. 效率一定增大

C. 內(nèi)部損耗功率一定減小

D. 輸出功率一定先增大后減小

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【題目】電路如圖所示,電源的電動勢為E、內(nèi)阻為r,與定值電阻、及滑動變阻器R連接,當滑動變阻器的觸頭由中點滑向b 端時,下列說法正確的是

A. 電壓表讀數(shù)增大、電流表讀數(shù)增大

B. 電壓表度數(shù)減小、電流表讀數(shù)增大

C. 的電功率減小

D. 電源的輸出功率增大

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【題目】如圖所示為光電管工作原理圖,當有波長(均指真空中的波長,下同)為λ的光照射陰極板K時,電路中有光電流,則( 。

A. 換用波長為λ1λ1λ)的光照射陰極K時,電路中一定沒有光電流

B. 換用波長為λ2λ2λ)的光照射陰極K時,電路中一定沒有光電流

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B. 粒子的發(fā)射速度大小為

C. 帶電粒子的荷質(zhì)比為

D. 帶電粒子在磁場中運動的最長時間為2t0

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