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【题目】如图所示,在光滑绝缘的水平面上,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球AB.A球的带电量为+2q,B球的带电量为﹣3q,两球组成一带电系统.虚线MNPQ平行且相距3L,开始时AB分别静止于虚线MN的两侧,虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线.若视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MN、PQ间加上水平向右的电场强度为E的匀强电场后.试求:

(1)B球刚进入电场时,带电系统的速度大小;

(2)带电系统向右运动的最大距离和此过程中B球电势能的变化量;

(3)带电系统运动的周期.

【答案】(1) (2) , (3)

【解析】1)设B球刚进入电场时带电系统速度为v1,由动能定理得2qEL2mv12
解得
2)带电系统向右运动分三段:B球进入电场前、带电系统在电场中、A球出电场.
A球出电场的最大位移为x,由动能定理得2qEL-qEL-3qEx=0
解得x
则:s=
B球从刚进入电场到带电系统从开始运动到速度第一次为零时位移为L
其电势能的变化量为EpW3qEL4qEL
3)取向右为正方向,
第一段加速

第二段减速a2
A球刚出电场速度为v2,由动能定理得

解得v2

第三段再减速则其加速度a3及时间t3为:

所以带电系统运动的周期为:

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,水平放置的平行板电容器,原来两极板不带电,上极板接地,它的极板长L=0.1m,两板间距离d=0.4cm,有一束相同的带电微粒以相同的初速度先后从两极板中央平行极板射入,由于重力作用微粒能落到下极板上,微粒所带电荷立即转移到下极板且均匀分布在下极板上。设前一微粒落到下极板上时后一微粒才能开始射入两极板间。已知微粒质量为m=2×106kg、电荷量q=1×108C,电容器电容为C=1μF,取g=10m/s2

1为使第一个微粒恰能落在下极板的中点到紧靠边缘的B点之内,求微粒入射初速度v0的取值范围;

2若带电微粒以第1问中初速度v0最小值入射,则最多能有多少个带电微粒落到下极板上?

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【题目】玻璃半圆柱体的半径为R,横截面如图所示,圆心为OA为圆柱面的顶点。两条单色红光分别按如图方向沿截面入射到圆柱体上,光束1指向圆心,方向与AO夹角为30°,光束2的入射点为B,方向与底面垂直,∠AOB60°,已知玻璃对该红光的折射率n.求:

①求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d

②入射的是单色蓝光,则距离d将比上面求得的结果大还是小?

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【题目】空间存在垂直于纸面方向的均匀磁场,其方向随时间做周期性变化,磁感应强度B随时间t变化的图象如图所示.规定B>0时,磁场的方向穿出纸面.一电荷量q×107 C、质量m5×1010 kg的带正电粒子,位于点O处,在t0时以初速度v0π m/s沿x正方向开始运动.不计重力的作用,不计磁场的变化可能产生的一切其他影响.则在磁场变化N(N为整数)周期的时间内,带电粒子的平均速度的大小等于

A. 2m/s B. m/s C. π m/s D. 2 m/s

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【题目】如图所示电路中,电源电动势E12 V,内阻r1 Ω,电阻R19 ΩR25 ΩR3是一只滑动变阻器,其阻值变化范围为020 Ω,求:

(1)电流表的示数为0.4 AR3的阻值为多大;

(2)电源的总功率最大值;

(3)R3能获得的最大功率.

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【题目】将甲、乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出,抛出时间相隔2s,它们运动的v﹣t图象分别如直线甲、乙所示,则(  )

A. t=2s时,两球高度相差一定为40m

B. t=4s时,两球相对于各自抛出点的位移相等

C. 两球从抛出至落到地面所用的时间间隔相等

D. 甲球从抛出至达到最高点的时间间隔与乙球的相等

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【题目】甲、乙两车在一平直公路上从同一地点沿同一方向做直线运动,它们的vt图象如图所示。下列判断正确的是(  )

A. 乙车启动时,甲车在其前方50 m

B. 运动过程中,乙车落后甲车的最大距离为75 m

C. 乙车启动10 s后正好追上甲车

D. 乙车超过甲车后,两车不会再相遇

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【题目】某同学在做互成角度的两个力的合成的实验时,利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧测力计拉力的大小,如图 (a)所示.

(1)试在图(a)中作出无实验误差情况下F1F2的合力图示,并用F表示此力________

(2)(b)所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果,力F′是用一只弹簧测力计拉时的图示, 其中________同学的实验结果比较符合实验事实.

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【题目】如图所示,光滑杆O端固定一劲度系数为,原长为的轻质弹簧,质量为m=1kg的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接。为过O点的竖直轴,杆与水平面间的夹角始终为,开始杆处于静止状态,当杆以为轴转动时,角速度从零开始缓慢增加,直至弹簧伸长量为0.5m,重力加速度g,下列说法正确的是( )

A. 当弹簧恢复原长时,杆转动的角速度为

B. 当弹簧的伸长量为0.5m时,杆转动的角速度为

C. 在此过程中,小球和弹簧组成的系统机械能守恒

D. 在此过程中,杆对小球做功为12.5J

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