满分5 > 高中物理试题 >

如图所示,间距为L=0.45m的带电金属板M、N竖直固定在绝缘平面上,板间形成匀...

如图所示,间距为L=0.45m的带电金属板M、N竖直固定在绝缘平面上,板间形成匀强电场,场强E=1.5×104V/m.N板接地(电势为零),其中央有一小孔,一根水平绝缘细杆通过小孔,其左端固定在极板M上.现有一质量m=0.05kg,带电量q=+5.0×10-6C的带正电小环套在细杆上,小环与细杆之间的动摩擦因数为μ=0.1.小环以一定的初速度对准小孔向左运动,若小环与金属板M发生碰撞,碰撞中能量不损失(即碰后瞬间速度大小不变).设带电环大小不计且不影响金属板间电场的分布(g取10m/s2).求:
(1)带电小环以多大的初速度v进入电场,才能恰好到达金属板M?
(2)若带电小环以初速度v1=1m/s进入电场,当其动能等于电势能时,距离N板多远?
(3)小环至少以多大的初速度v2进入电场,它在电场中运动时找不到动能与电势能相等的点?

manfen5.com 满分网
(1)小环进入电场后,在电场力与摩擦力共同作用下减速直到M板,速度变为零,根据动能定理即可求得初速度; (2)带电小环以初速度v1=1m/s进入电场后先向左作减速运动,当其动能等于电势能时,设它距离N板为x,根据动能定理即可求得x,还有一种情况,当小环运动到左边最远点并向右返回到小孔的过程中,也可能会出现动能等于电势能.设它向左运动的最远距离为d,根据动能定理即可求解; (3)小环以初速度v2进入电场后,若它运动到M板时的动能大于其电势能,则它在电场中运动时找不到动能与电势能相等的点. 【解析】 (1)小环进入电场后,在电场力与摩擦力共同作用下减速直到M板,速度变为零,根据动能定理,有 得 (2)带电小环以初速度v1=1m/s进入电场后先向左作减速运动,当其动能等于电势能时,设它距离N板为x,有 解得 还有一种情况,当小环运动到左边最远点并向右返回到小孔的过程中,也可能会出现动能等于电势能.设它向左运动的最远距离为d,根据动能定理,有 解得 当其动能等于电势能时,设它距离N板为y,有qE(d-y)-μmg(d-y)=qEy 解得 (3)小环以初速度v2进入电场后,若它运动到M板时的动能大于其电势能,则它在电场中运动时找不到动能与电势能相等的点,有 得 答:(1)带电小环以初速度1.5m/s进入电场,才能恰好到达金属板M; (2)若带电小环以初速度v1=1m/s进入电场,当其动能等于电势能时,距离N板的距离为0.125m或0.05m; (3)小环至少以1.9m/s的初速度进入电场,它在电场中运动时找不到动能与电势能相等的点.
复制答案
考点分析:
相关试题推荐
在绝缘水平面上放一质量m=2.0×10-3kg的带电滑块A,所带电荷量q=1.0×10-7C.在滑块A的左边l=0.3m处放置一个不带电的绝缘滑块B,质量M=4.0×10-3kg,B与一端连在竖直墙壁上的轻弹簧接触(不连接)且弹簧处于自然状态,弹簧原长s=0.05m.如图所示,在水平面上方空间加一水平向左的匀强电场,电场强度的大小为E=4.0×105N/C,滑块A由静止释放后向左滑动并与滑块B发生碰撞,设碰撞时间极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动并压缩弹簧至最短处(弹性限度内),此时弹性势能E=3.2×10-3J,两滑块始终没有分开,两滑块的体积大小不计.与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.50,g取10m/s2.求:
(1)两滑块碰撞后刚结合在一起的共同速度v;
(2)两滑块碰撞后到弹簧压至最短的过程中,滑块A电势能的变化量;
(3)两滑块被弹簧弹开后距竖直墙壁的最大距离S(结果保留两位小数).

manfen5.com 满分网 查看答案
Ⅰ.在“测电池的电动势和内阻”的实验中,测量对象为1节新的干电池.用图甲所示电路测量时,在较大范围内调节滑动变阻器,发现电压表读数变化不明显,原因是:______
Ⅱ.为了提高实验精度,采用图乙电路,提供的器材:
量程3V的电压表V,量程0.6A的电流表A(具有一定内阻),定值电阻R(阻值未知,约几欧姆),滑动变阻器R1(0~10Ω),滑动变阻器R2(0~200Ω),单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2,导线若干.
①电路中,加接电阻R有两方面的作用,一是方便实验操作和数据测量,二______
②为方便实验调节且能较准确地进行测量,滑动变阻器应选用______(填R1或 R2).
③开始实验之前,S1、S2都处于断开状态.现在开始实验:
A、闭合S1,S2打向1,测得电压表的读数U,电流表的读数为I;可以测出的物理量是______,用测量的物理量写出表达式为______
B、闭合S1,S2打向2,改变滑动变阻器的阻值,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2.则新电池电动势的表达式为E=______,内阻的表达式r=______
manfen5.com 满分网
查看答案
一实验小组为了测一遥控电动小车的额定功率,进行了如下实验:
①用天平测出电动遥控车的质量为0.4kg
②将电动小车、纸带和打点计时器按下图甲安装
③接通打点计时器
④使电动小车以额定功率运动,待到达最大速度再运动一段时间后,关闭小车电源,待小车静止再断开打点计时器电源,设小车在整个运动过程中受到的阻力恒定,交流电源频率为50Hz,实验得到的纸带如图乙所示.
请根据纸带分析:
(1)小车以额定功率运动的最大速度大小为______m/s.
(2)关闭小车电源后,小车加速度大小为______m/s2
(3)小车受到的阻力大小为______N.
(4)该电动小车的额定功率大小为______W.
manfen5.com 满分网
查看答案
如图所示,D是一只具有单向导电性的理想二极管,水平放置的平行板电容器AB内部原有带电微粒P处于静止状态.下列措施下,关于P的运动情况的说法中不正确的是( )
manfen5.com 满分网
A.保持S闭合,增大A、B板间距离,P仍静止
B.保持S闭合,减少A、B板间距离,P向上运动
C.断开S后,增大A、B板间距离,P向下运动
D.若B板接地,断开S后,A板稍下移,P的电势能不变
查看答案
某个由导电介质制成的电阻截面如图所示.导电介质的电阻率为ρ,制成内、外半径分别为a和b的半球壳层形状(图中阴影部分),半径为a、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心成为一个引出电极,在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极.设该电阻的阻值为R.下面给出R的四个表达式中只有一个是合理的,你可能不会求解R,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断.根据你的判断,R的合理表达式应为( )
manfen5.com 满分网
A.manfen5.com 满分网
B.manfen5.com 满分网
C.manfen5.com 满分网
D.manfen5.com 满分网
查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.