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如图所示,质量为m的小球A穿在绝缘细杆上,杆的倾角为α,小球A带正电,电荷量为q...

如图所示,质量为m的小球A穿在绝缘细杆上,杆的倾角为α,小球A带正电,电荷量为q.在杆上B点处固定一个电量为Q的正电荷.将小球A由距B竖直高度为H处无初速度释放,小球A下滑过程中电量不变.不计A与细杆间的摩擦,整个装置处在真空中,已知静电力常量k和重力加速度g.求:
(1)A球刚释放时的加速度为多大?
(2)设A球的最大速度为v,试求小球从开始运动到速度最大的过程中,小球电势能的改变量?

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(1)A球刚释放时,受到重力、沿细杆向上的库仑力和细杆的支持力,根据牛顿第二定律求解加速度. (2)A球刚释放下滑过程中,库仑力逐渐增大,当库仑力小于重力沿斜面向下的分力时,小球做加速运动;当库仑力大于重力沿斜面向下的分力时,小球做减速运动.当两力大小相等时,小球的速度最大,由库仑定律求出此时小球离B的距离,根据能量守恒定律求解小球电势能的改变量. 【解析】 (1)A球刚释放时,受到重力、沿细杆向上的库仑力和细杆的支持力,根据牛顿第二定律得       mgsinα-=ma 得到a= (2)小球A下滑过程中,当库仑力等于重力沿斜面向下的分力时,速度最大,设此时小球离B的距离为r,则有     mgsinα=  ① 从小球下滑到速度达到最大的过程中,根据能量守恒定律得  小球电势能的改变量为△Ep=mg(H-rsinα)- ② 将①代入②得 答: (1)A球刚释放时的加速度为. (2)小球从开始运动到速度最大的过程中,小球电势能的改变量是.
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考点分析:
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manfen5.com 满分网如图所示,A为位于一定高度处的质量为m=1×10-5kg、带电荷量为q=+1×10-6C的微粒,B为位于水平地面上的质量为M的用特殊材料制成的长方形空心盒子,盒子与地面间的动摩擦因数μ=0.2,盒内存在着竖直向上的匀强电场,场强大小E=1×103N/C,盒外存在着竖直向下的匀强电场,场强大小也为E,盒的上表面开有一系列略大于微粒的小孔,孔间距满足一定的关系,使得微粒进出盒子的过程中始终不与盒子接触.当微粒A以1m/s的速度从孔1进入盒子的瞬间,盒子B恰以v1=0.4m/s的速度向右滑行.设盒子足够长,取重力加速度g=10m/s2,不计微粒的重力,微粒恰能顺次从各个小孔进出盒子.试求:
(1)从微粒第一次进入盒子至盒子停止运动的过程中,盒子通过的总路程;
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(3)盒子上至少要开多少个小孔,才能保证微粒始终不与盒子接触.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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