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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A和B.A...

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A和B.A球的带电荷量为+2q,b球的带电荷量为-3q,组成一带电系统,如图所示,虚线MP为AB两球连线的垂直平分线,虚线 NQ与MP平行且相距4L.最初A和B分别静止于虚线MP的两侧,距MP的距离均为L,且A球距虚线 NQ的距离为3L.若视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MP、 NQ间加上水平向右的匀强电场E后,求:

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(1) B球刚进入电场时,带电系统的速度大小.

(2)带电系统从开始运动到速度第一次为零所需时间以及B球电势能的变化量.

 

(1) (2)3   6qEL 【解析】(1)带电系统开始运动时,设加速度为a1,由牛顿第二定律得: a1= 当球B刚进入电场时,带电系统的速度为v1,有v^2_1=2a1L,求得v1= (2)对带电系统进行分析,假设球A能到达右边界,电场力对系统做功为W1,有 W1=2qE×3L+(-3qL×2L)=0 故带电系统速度第一次为零时,球A恰好到达右边界 NQ. 设球B从静止到刚进入电场时间为t1,则 t1=,解得t1= 设球B进入电场后,带电系统的加速度为a2,由牛顿第二定律得:a2= 显然,带电系统做匀减速运动.减速所需时间为t2,则有 t2=,求得t2= 可知,带电系统从静止到速度第一次为零所需的时间为t=t1+t2=3 B球电势能增加了ΔEP=3qE·2L=6qEL.
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考点分析:
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为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B,必须对该电荷施加一个恒力F,如图所示,若AB=0.4 m,α=37°,q=-3×10-7 C,F=1.5×10-4 N,A点的电势UA=100 V.(不计负电荷受到的重力)

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(1)在图中用实线画出电场线,用虚线画出通过A、B两点的等势线,并标明它们的电势.

(2)求q在由A到B的过程中电势能的变化量是多少?

 

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如图所示,绝缘水平板面上,相距为L的A、B两个点分别固定着等量正点电荷.O为AB连线的中点,C、D是AB连线上的两点,AC=CO=OD=OB=1/4L.一质量为m、电量为+q的小滑块(可视为质点)以初动能E0从C点出发,沿直线AB向D运动,滑动第一次经过O点时的动能为nE0(n>1),到达D点时动能恰好为零,小滑块最终停在O点,求:

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(1)小滑块与水平板面之间的动摩擦因数μ;

(2)OD两点间的电势差UOD;

(3)小滑块运动的总路程s.

 

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如图所示,把电量为-5×10-9 C的电荷,从电场中的A点移到B点,其电势能________(选填“增大”“减小”或“不变”);若A点的电势UA=15V,B点的电势UB=10V,则此过程中电场力做的功为________J.

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如图所示,图中K、L、M为静电场中的3个相距较近的等势面.一带电粒子射入此静电场中后,沿abcde轨迹运动.已知φKLM,且粒子在ab段做减速运动.下列判断中正确的是(    )

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A.粒子带负电

B.粒子在a点的加速度大于在b点的加速度

C.粒子在a点与e点的速度大小相等

D.粒子在a点的电势能小于在d点的电势能

 

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在粗糙的斜面上固定一点电荷Q,在M点无初速度的释放带有恒定电荷的小物块,小物块在Q的电场中沿斜面运动到 N点静止.则从M到 N的过程中(    )

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A.小物块所受的电场力减小

B.小物块的电势能可能增加

C.小物块电势能变化量的大小一定小于克服摩擦力做的功

D.M点的电势一定高于 N点的电势

 

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