满分5 > 高中物理试题 >

如图所示,一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN,竖直固定在场强为E=1.0×1...

如图所示,一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN,竖直固定在场强为E=1.0×105N/C、与水平方向成θ=30°角的倾斜向上的匀强电场中.杆的下端M固定一个带电小球A,电荷量Q=+4.5×10-6C;另一带电小球B穿在杆上可自由滑动,电荷量q=+1.0×10-6C,质量m=1.0×10-2kg.现将小球B从杆的上端N静止释放,小球B开始运动. 
(1)小球B开始运动时的加速度为多大?
(2)小球B的速度最大时,距M端的高度h1为多大?
(3)小球B从N端运动到距M端的高度h2=0.6l m时,速度为v=1.0m/s,求此过程中小球B的电势能改变了多少?

manfen5.com 满分网
对小球B进行受力分析,运用牛顿第二定律求出开始运动时的加速度大小. 根据受力情况分析小球B的运动情况,找出小球B速度最大时的位置特点. 由于A对B的库仑力做功是变力功,所以运用动能定理求解电场力做功. 【解析】 (1)开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力,沿杆方向运动, 将电场力沿杆的方向和垂直杆的方向分解,由牛顿第二定律得: mg--qEsinθ=ma 解得:a=g- 代入数据解得:a=3.2 m/s2. (2)小球B向下运动,受A的斥力增大,加速度减小,速度增大, 当小球B速度最大时合力减为零, 即+qEsinθ=mg 解得:h1= 代入数据解得:h1=0.9 m. (3)小球B从开始运动到速度为v的过程中,设重力做功为W1,电场力做功为W2,库仑力做功为W3, 根据动能定理有:W1+W2+W3=mv2 W1=mg(L-h2) W2=-qE(L-h2)sinθ 解得:W3=mv2-mg(L-h2)+qE(L-h2)sinθ 从功能角度来说,电势能的改变量的大小就等于电场力做的功.电场力做负功,电势能增大. 动能的改变量就等于总功. 设小球B的电势能改变了△Ep,则:△Ep=-(W2+W3) △Ep=mg(L-h2)-mv2 解得:△Ep=8.4×10-2J 答:(1)小球B开始运动时的加速度为3.2 m/s2 ; (2)小球B的速度最大时,距M端的高度h1为0.9 m; (3)小此过程中小球B的电势能改变了8.4×10-2J.
复制答案
考点分析:
相关试题推荐
如图所示,水平地面上方分布着水平向右的匀强电场.一“L”形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中.管的水平部分长为l1=0.2m,离水平地面的距离为h=5.0m,竖直部分长为l2=0.1m.一带正电的小球从管的上端口A由静止释放,小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分(长度极短可不计)时没有能量损失,小球在电场中受到的静电力大小为重力的一半,求:
(1)小球运动到管口B时的速度大小;
(2)小球着地点与管的下端口B的水平距离.(g=10m/s2).

manfen5.com 满分网 查看答案
长为L的平行金属板电容器,两板间形成匀强电场,一个带电荷量为+q,质量为m的带电粒子,以初速度v紧贴上极板沿垂直于电场线方向射入匀强电场中,刚好从下极板边缘射出,且射出时速度方向恰好与下板成30°角,如下图所示,求匀强电场的场强大小和两极板间的距离.

manfen5.com 满分网 查看答案
manfen5.com 满分网如图所示,一绝缘细圆环半径为r,其环面固定在水平面上,场强为E的匀强电场与圆环平面平行,环上穿有一电量为+q、质量为m的小球,可沿圆环作无摩擦的圆周运动.若小球经A点时速度vA的方向恰与电场垂直,且圆环与小球间沿水平方向无力的作用,则速度vA=    .当小球运动到与A点对称的B点时,小球对圆环在水平方向的作用力NB=    查看答案
某同学用伏安法测一个未知电阻的阻值,他先将电压表接在a点,读得两表示数分别为U1=3.0V,I1=3.0mA,然后将电压表改接在b点,读得两表示数分别为U2=2.9V,I2=4.0mA,如图所示,由此可知电压表应接到______点误差较小,测得Rx值应为______Ω.

manfen5.com 满分网 查看答案
已知电流计量程是100 μA内阻为600Ω,那么要把此电流表改装成量程为5V的电压表,则改装的方法是和电流表    联一个阻值为    Ω的电阻,改装后刻度盘上每小格表示    V.
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.