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、空间有一匀强电场,电场方向与纸面平行.一带电量为-q的小球(重力不计),在恒定...

、空间有一匀强电场,电场方向与纸面平行.一带电量为-q的小球(重力不计),在恒定拉力F的作用下沿虚线以速度v由M匀速运动到N,如图所示.已知力F和MN间夹角为θ,MN间距离为L,则:
(1)匀强电场的电场强度大小为多少?并画出过M点的等势线.
(2)MN两点的电势差为多少?
(3)当带电小球到达N点时,撤去外力F,小球能否回到过M点的等势面?若能,回到则此过程小球的动能变化量为多少?
MNFθ

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(1)由题,小球由M点匀速运动到N点,受力平衡,由平衡条件求解电场力,再求出场强.根据等势线与电场线垂直,画出等势线. (2)根据U=Ed求出MN两点的电势差,d是两点沿电场方向的距离. (3)当带电小球到达N点时,撤去外力F,小球受到电场力作用,可以回到过M点的等势面,根据能量守恒定律求出此过程小球的动能变化量. 【解析】 (1)根据平衡条件得,小球受到的电场力大小F电=F,方向与F方向相反.则电场强度大小为E==.根据等势线与电场线垂直,画出等势线 如图实线如图所示. (2)在匀强电场中,MN两点的电势差为U=Ed=Lcosθ (3)小球到达N点后,水平向右,电场力方向斜向右下方,小球做类斜上抛运动,能回到过M点的等势面. 根据能量守恒定律得,小球的动能变化量得,Ek=FLcosθ. 答: (1)匀强电场的电场强度大小为.过M点的等势线如图实线. (2)MN两点的电势差为Lcosθ. (3)当带电小球到达N点时,撤去外力F,小球能回到过M点的等势面,此过程小球的动能变化量为FLcosθ.
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考点分析:
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一个喷漆桶能够向外喷射不同速度的油漆雾滴,某同学决定测量雾滴的喷射速度,他采用如图1所示的装置,一个直径为d=40cm的纸带环,安放在一个可以按照不同转速转动的固定转台上,纸带环上刻有一条狭缝A,在狭缝A的正对面画一条标志线,如图1所示.在转台开始转动达到稳定转速时,向侧面同样开有狭缝B的纸盒中喷射油漆雾滴,当狭缝A转至与狭缝B正对平行时,雾滴便通过狭缝A在纸带的内侧面留下痕迹(若此过程转台转过不到一圈).将纸带从转台上取下来,展开平放,并与毫米刻度尺对齐,如图2所示.
(1)设喷射到纸带上的油漆雾滴痕迹到标志线的距离为S,则从图2可知,其中速度最大的雾滴到标志线的距离S1=______cm,速度最小的雾滴到标志线的距离S2=______cm; 
(2)如果转台转动的周期为T,则这些雾滴喷射速度范围的计算表达为V=______ (用字母表示);
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已知地面附近高度每升高12m,大气压降低1mmHg.为了观测大气压这一微小变化,某实验小组巧妙地设计了如图所示的一个实验,在一个密闭的玻璃瓶的塞子上插入一根两端开口且足够长的细玻璃管,瓶内有一定量的水和空气.由于内外压强差,细玻璃管内水面a将与瓶内有一定的高度差.
(不计水面升降引起的瓶内空气体积的变化,水银的密度为13.6×103kg/m3
(1)该小组成员选择瓶内装水而不装水银的主要原因是______
(2)现将玻璃瓶放置在地面上,记录下此时管内水面a的位置,再将玻璃瓶放到离地1.2m的讲台上时,则玻璃管内水面将______(上升,下降)______mm;(设温度保持不变)
(3)小组成员想用此装置来测量高度.先将此装置放在温度为27℃、大气压为750mmHg的A处,测得水柱的高度h=204mm.然后将装置缓慢地平移另一高度的B处,待稳定后发现水柱升高了40.8mm,已知B处比A处的温度高1℃,则AB间高度差为______m.

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(2)该同学用不同重力的钩码拉小车,测出对应不同外力时的△t,然后经过数据分析,分析F与△t的关系,从而得出了加速度与外力F成正比的结论.在该实验中,下列哪些项是必须做到的______(多选)
A.确保钩码的质量要与小车的质量差不多
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A.将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄
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如图所示,质点O从t=0时刻开始做简谐振动,图中OX代表一弹性绳,OA=14m,AB=BC=10m,在第2s内A比B多2次全振动,B比C多5次全振动,且已知在第2s末波已传过C点,则质点振动的频率是    Hz,绳上的波速是    m/s.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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