（22分）如圖甲所示，水平放置的A、B兩平行金屬板的中央各有一小孔O1、O2，板間距離為d，開關S接1。當t=0時，在a、b兩端加上如圖乙中的①圖線所示的電壓，同時在c、d兩端加上如圖丙所示的電壓。此時，一質(zhì)量為m的帶負電微粒恰好靜止于兩孔連線的中點P處 (P、O1、O2在同一豎直線上)。重力加速度為g，空氣阻力和金屬板的厚度不計。

⑴若某時刻突然在a、b兩端改加如圖乙中的②圖線所示的電壓，則微�？蛇_到的最高點距A板的高度為多少？
⑵試在答題卷所給的坐標中，定性畫出在a、b兩端改加如圖乙中的②圖線所示的電壓之后微粒運動過程中相對于P點的重力勢能Ep隨時間t變化的圖象（只要求畫出圖線，不必寫出定量關系式，但必須標明各轉折點的橫縱坐標）；
⑶若要使微粒在兩板間運動一段時間后，從A板中的O1小孔射出，且射出時的動能盡可能大，問應在t=0到t=T之間的哪個時 刻把開關s從l扳到2位置？ucd的變化周期T至少為多少?

（1）h=d/2  （2）見解析 （3）在時刻把開關s從1扳到2   

解析試題分析：⑴微粒P可達到的最高點距A板的高度為h，則有：
(2分)
(2分)
解得:  h="d/2" (1分)
⑵ 如圖所示  (4分)

⑶當A、B間電壓為2時，根據(jù)牛頓第二定律，有
(2分)
得a=g(1分)
依題意，為使微粒P以最大的動能從小孔射出，應讓微粒P能從處無初速向上一直做勻加速運動。為此，微粒P應先自由下落一段時間，然后加上電壓2，使微粒P接著以大小為g的加速度向下減速到處再向上加速到孔射出。設向下加速和向下減速的時間分別為t1和t2，則
 (2分)
   (2分)
解得: (1分)
故應在時刻把開關s從1扳到2(1分)
設電壓的最小周期為T0，向上加速過程，有:
(3分)
解得:  (1分)
考點： 靜電場、共點力平衡、牛頓第二定律、交變電流

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(18分) 如圖，左邊矩形區(qū)域內(nèi)，有場強為E0的豎直向下的勻強電場和磁感應強度為B0的垂直紙面向里的勻強磁場，電荷量為q、質(zhì)量不同的帶正電的粒子(不計重力)，沿圖中左側的水平中線射入，并水平穿過該區(qū)域，再垂直射入右邊磁感應強度為B的勻強磁場區(qū)域，該區(qū)域磁場邊界為AA/、BB/,方向垂直紙面向外，左右寬為a，上下足夠長。

（1）求帶電粒子速度的大小v；
（2）如果帶電粒子都能從AA/邊界垂直進入后又返回到AA/邊界，則帶電粒子的質(zhì)量在什么范圍？
（3）如果帶電粒子能與BB/邊界成600角射出磁場區(qū)域（該點未畫出），則該帶點粒子的質(zhì)量是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）一荷質(zhì)比為的帶電粒子經(jīng)一電場U=150V加速進入到一只有左邊界的勻強磁場中，已知勻強磁場的磁感應強度為B="0.1T" 求：

（1）粒子離開電場時的速度
（2）粒子離開磁場左邊界的位置距離進入點的長度
（3）粒子在磁場中運動的時間

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）光滑的平行金屬導軌長L＝2 m，兩導軌間距d＝0.5 m，軌道平面與水平面的夾角θ＝30°，導軌上端接一阻值為R＝0.6 Ω的電阻，軌道所在空間有垂直軌道平面向上的勻強磁場，磁場的磁感應強度B＝1 T，如圖所示．有一質(zhì)量m＝0.5 kg、電阻r＝0.4 Ω的金屬棒ab，放在導軌最上端，其余部分電阻不計．已知棒ab從軌道最上端由靜止開始下滑到最底端脫離軌道的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量Q1＝0.6 J，取g＝10 m/s2，試求：
 
(1)當棒的速度v＝2 m/s時，電阻R兩端的電壓；
(2)棒下滑到軌道最底端時速度的大�。�
(3)棒下滑到軌道最底端時加速度a的大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖15，質(zhì)量為M的足夠長金屬導軌abcd放在光滑的絕緣水平面上。一電阻不計，質(zhì)量為m的導體棒PQ放置在導軌上，始終與導軌接觸良好，PQbc構成矩形。棒與導軌間動摩擦因數(shù)為m，棒左側有兩個固定于水平面的立柱。導軌bc段長為L，開始時PQ左側導軌的總電阻為R，右側導軌單位長度的電阻為R0。PQ左側勻強磁場方向豎直向上，磁感應強度大小為B。在t＝0時，一水平向左的拉力F垂直作用于導軌的bc邊上，使導軌由靜止開始做勻加速直線運動，加速度為a。

（1）求回路中感應電動勢及感應電流隨時間變化的表達式；
（2）經(jīng)過多少時間拉力F達到最大值，拉力F的最大值為多少？
（3）某一過程中力F做的功為W1，導軌克服摩擦力做功為W2，求回路產(chǎn)生的焦耳熱Q。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）如圖所示，相距為d的平行金屬板M、N間存在勻強電場和垂直紙面向里、磁感應強度為Bo的勻強磁場；在xoy直角坐標平面內(nèi)，第一象限有沿y軸負方向場強為E的勻強電場，第四象限有垂直坐標平面向里、磁感應強度為B的勻強磁場。一質(zhì)量為m、電量為q的正離子（不計重力）以初速度Vo沿平行于金屬板方向射入兩板間并做勻速直線運動。從P點垂直y軸進入第一象限，經(jīng)過x軸上的A點射出電場，進入磁場。已知離子過A點時的速度方向與x軸成45o角。求：

（1）金屬板M、N間的電壓U；
（2）離子運動到A點時速度V的大小和由P點運動到A點所需時間t；
（3）離子第一次離開第四象限磁場區(qū)域的位置C（圖中未畫出）與坐標原點的距離OC。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）如圖甲所示，足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ所在平面與水平面成30°角，兩導軌的間距l(xiāng)=0.50m，一端接有阻值R=1.0Ω的電阻。質(zhì)量m=0.10kg的金屬棒ab置于導軌上，與軌道垂直，電阻r=0.25Ω。整個裝置處于磁感應強度B=1.0T的勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向下。t=0時刻，對金屬棒施加一平行于導軌向上的外力F，使之由靜止開始沿斜面向上運動，運動過程中電路中的電流隨時間t變化的關系如圖乙所示。電路中其他部分電阻忽略不計，g取10m/s2，求：   

（1）4.0s末金屬棒ab瞬時速度的大�。�
（2）4.0s末力F的瞬時功率。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

兩根平行金屬導軌固定傾斜放置，與水平面夾角為37°，相距d="0.5" m，a、b間接一個電阻R，R="1.5" Ω．在導軌上c、d兩點處放一根質(zhì)量m=0.05 kg的金屬棒，bc長L="1" m，金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5．金屬棒在導軌間的電阻r="0.5" Ω，金屬棒被兩個垂直于導軌的木樁頂住而不會下滑，如圖所示．在金屬導軌區(qū)域加一個垂直導軌斜向下的勻強磁場，磁場隨時間的變化關系如圖所示，重力加速度g=" 10" m/s2．可認為最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，（sin37°=0.6，cos  37° =0.8）．求：

（1）0～1.0 s內(nèi)回路中產(chǎn)生的感應電動勢大��；
（2）t=0時刻，金屬棒所受的安培力大�。�
（3）在磁場變化的全過程中，若金屬棒始終沒有離開木樁而上滑，則圖4中t0的最大值；
（4）通過計算在圖6中畫出0～t0max內(nèi)金屬棒受到的靜摩擦力隨時間的變化圖象．

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖甲所示，甲、乙兩個小球可視為質(zhì)點，甲球沿傾角為30的光滑足夠長斜面由靜止開始下滑，乙球做自由落體運動，甲、乙兩球的動能與路程的關系圖象如圖乙所示．下列說法正確的是(  )

A．甲球機械能不守恒，乙球機械能守恒
B．甲、乙兩球的質(zhì)量之比為
C．甲、乙兩球的動能均為時，兩球重力的瞬時功率之比為
D．甲、乙兩球的動能均為時，兩球高度相同

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