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如图所示,平行板电容器两极板间有场强为E的匀强电场,且带正电的极板接地.一质量为...

manfen5.com 满分网如图所示,平行板电容器两极板间有场强为E的匀强电场,且带正电的极板接地.一质量为m,电荷量为+q的带电粒子(不计重力)从x轴上坐标为x处静止释放.
(1)求该粒子在x处电势能Epx0
(2)试从牛顿第二定律出发,证明该带电粒子在极板间运动过程中,其动能与电势能之和保持不变.
电势能的大小等于从该点运动电荷到无穷远处时电场力做的功.代入公式即可. 【解析】 (1)W电=qEx0…① W电=-(Epx0-0)…② 联立①②得Epx0=-qEx0 (2)解法一 在带电粒子的运动方向上任取一点,设坐标为 x 由牛顿第二定律可得 qE=ma…④ 由运动学公式得 V=2a(x-x)…⑤ 联立④⑤进而求得: Ekx=mv=qE(x-x) E=Ekx+Epx=-qEx=Ex0 (2)解法二 在 x轴上任取两点 x1、x2,速度答:分别为 v1、v2 F=qE=ma v-v=2a(x2-x1) 联立得: mv-m v=qE(x2-x1) m v+(-qEx2)=m v+(-qEx1) Ek2+EP2=Ek1+Ep1 答:(1)该粒子在x处电势能-qEx0 (2)该带电粒子在极板间运动过程中,其动能与电势能之和保持不变.
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考点分析:
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辨析题:
如图,一位身高1.80m的跳高运动员擅长背越式跳高,他经过25m弧线助跑,下蹲0.2m蹬腿、起跳,划出一道完美的弧线,创造出他的个人最好成绩2.39m(设其重心C上升的最大高度实际低于横杆0.1m).如果他在月球上采用同样的方式起跳和越过横杆,请估算他能够跃过横杆的高度为多少?
某同学认为:该运动员在地球表面能够越过的高度H=manfen5.com 满分网+0.1,则有v=….
该名运动员在月球上也以v起跳,能够越过的高度H’=manfen5.com 满分网+0.1….
根据万有引力定律,月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的 manfen5.com 满分网,所以H′=….
你觉得这位同学的解答是否合理?如果是,请完成计算;如果你觉得不够全面,请说明理由,并请并用你自己的方法算出相应的结果.

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两端开口向上的U形气缸内充有空气,在其筒口将质量相同的两个活塞用向上拉力使它们维持在同一高度h,左筒横截面积为2S,右筒及水平管横截面积均为S,底部长为3h,筒内空气压强等于大气压强p,初始位置时,活塞下表面与筒口平齐,求当活塞质量m为多少时,放开活塞后气缸中空气不会漏出?(不计活塞与筒壁的摩擦,且左右筒活塞厚度均大于水平管的直径,筒内空气的温度保持不变)

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U型管右管内径为左管的两倍,外界大气压强p=75cmHg.左端封闭,封有长为30cm气柱,左右两管水银面高度差为37.5cmHg,左管封闭端下60cm处有一小塞子D,若将小塞子D拔去(空气能进入,但水银不会流出),会在左管内产生一段新的气柱.那么,
(1)此时左管封闭端的气柱长度变为多少?
(2)新产生的气柱长为多少?

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某研究性学习小组发现河水在缓慢流动时有一个规律,河中央流速最大,岸边速度几乎为零.为了研究河水流速与从岸边到中央距离的关系,小明同学设计了这样的测量仪器:如图甲所示,两端开口的“L”型玻璃管的水平部分置于待测的水流中,竖直部分露出水面,且露出水面部分的玻璃管足够长.当水流以速度 v 正对“L”型玻璃管的水平部分开口端匀速流动时,管内外液面的高度差为 h,且h 随水流速度的增大而增大.为了进一步研究水流速度v 与管内外水面高度差h的关系,该组同学进行了定量研究,得到了如下的实验数据,并根据实验数据得到了v-h 图象,如图丙所示.
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v(m/s)1.001.411.732.002.453.003.16
h(m)0.050.100.150.200.300.450.50
(1)根据根据上表的数据和图丙中图象的形状,可猜想v和h之间的关系为______;为验证猜,请在图丁中确定纵轴所表示的物理量,并另作 图象,若该图象的形状为______,说明猜想正确.
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(2)现利用上述测速器,由河流南岸开始,每隔1米测一次流速,得到数据如下表所示:
测试点距岸距离 x/m123456
管内外高度差   h/cm0.83.27.212.820.028.8
相应的水流速度 v/ms-1__________________________________________
根据v和h之间的关系完成上表的最后一行,对比上表中的数据,可以看出河中水流速度 v 与从南岸到河流中央距离x的关系为:______
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某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用.他将一条形磁铁放在转盘上,如图甲所示,磁铁可随转盘转动,另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边,当转盘(及磁铁)转动时,引起磁感应强度测量值周期性地变化,该变化与转盘转动的周期一致.经过操作,该同学在计算机上得到了如图乙所示的图象.
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(1)在图象记录的这段时间内,圆盘转动的快慢情况是   
(2)圆盘匀速转动时的周期是    s.
(3)(多选题)该同学猜测磁感应强度传感器内有一线圈,当测得磁感应强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时.按照这种猜测   
A.在t=0.1s 时刻,线圈内产生的感应电流的方向发生了变化
B.在t=0.15s 时刻,线圈内产生的感应电流的方向发生了变化
C.在t=0.1s 时刻,线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值
D.在t=0.15s 时刻,线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值. 查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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