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如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点,质量为m、带电量为q的有孔小球人杆上A点无初速度下滑,已知q<Q,AB=BC=h,小球下滑到B点时速度大小为
3gh
.求:
(1)小球从A点到B点的过程中电场力做的功?
(2)A、C两点间的电势差?
(3)小球下滑到C点时速度大小?
分析:小球由A到B重力和电场力做功,由动能定理求得小球从A点到B点的过程中电场力做的功; 由题,B、C两点在以正电荷Q为圆心的同一圆周上,电势相等,小球从B运动到C过程,电场力做功为零,根据动能定理研究小球从A运动到B的过程,求出电场力所做的功,进而求出AC间的电势差.
解答:解:(1)小球由A到B重力和电场力做功,由动能定理得          
mgh+WAB=
1
2
mv2-0                           
代入数据解得WAB=
1
2
mgh                       
(2)由电势差的定义得UAC=UAB=
WAB
q
          
代入数据解得:UAC=
mgh
2q
                       
(3)小球由A到C由动能定理得                 
2mgh+WAB=
1
2
mvc2-0                           
代入数据解得vC=
5gh
  
答:(1)小球从A点到B点的过程中电场力做功为
1
2
mgh

(2)A、C两点间的电势差UAC=
mgh
2q

(3)小球下滑到C点时速度大小为
5gh
点评:电势差是表示电场的能的性质的物理量,与电场力做功有关,常常应用动能定理求解电势差.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2004?江苏模拟)如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点,质量为m,带负电且电量为q的有孔小球从杆上A点无初速下滑,设q远小于Q,已知AB=h,小球滑到B点时速度大小为
3gh
,求
(1)小球从A到B过程中电场力做的功.
(2)A、C两点电势差.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,细杆右侧距杆0.3m处有一固定的正点电荷Q,A、B是细杆上的两点,点A与Q、点B与Q的连线与杆的夹角均为α=37°.一中间有小孔的带电小球穿在绝缘细杆上滑下,通过A点时加速度为零,速度为3m/s,取g=10m/s2.求:
(1)小球下落到B点时的加速度
(2)小球下落到B点时的速度的大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,光滑绝缘细杆AB,水平放置于被固定的带负电荷的小球的正上方,小球的电荷量为Q,可视为点电荷.a、b是水平细杆上的两点,且在以带负电小球为圆心的同一竖直圆周上.一个质量为m、电荷量为q的带正电的小圆环(可视为质点)套在细杆上,由a点静止释放,在小圆环由a点运动到b点的过程中,下列说法中正确的是 (  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与正电荷Q为圆心的某圆交与B,C两点,质量为m,带点量为-q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑,已知q远小于Q,AB=h,BC=3h,小球滑到B点时速度大小为
5gh
,则:
(1)小球到C时的速度
 

(2)A,C两点电势差
 

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