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如图所示,水平光滑绝缘轨道MN的左端有一个固定挡板,轨道所在空间存在E=4.0×...

manfen5.com 满分网如图所示,水平光滑绝缘轨道MN的左端有一个固定挡板,轨道所在空间存在E=4.0×102 N/C、水平向左的匀强电场.一个质量m=0.10kg、带电荷量q=5.0×10-5 C的滑块(可视为质点)从轨道上与挡板相距x1=0.20m的P点由静止释放,滑块在电场力作用下向左做匀加速直线运动.当滑块与挡板碰撞后,滑块沿轨道向右做匀减速直线运动,运动到与挡板相距x2=0.10m的Q点时,滑块第一次速度减为零.若滑块在运动过程中电荷量始终保持不变,求:
(1)滑块沿轨道向左做匀加速直线运动的加速度的大小;
(2)滑块从P点运动到挡板处的过程中,电场力所做的功;
(3)滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能.
(1)光滑绝缘的轨道没有摩擦力,滑块水平方向只受电场力作用,根据牛顿第二定律可以求出加速度的大小; (2)根据功的定义,由滑块在水平方向的位移和电场力求得; (3)根据功能关系,与挡板碰撞过程中损失的机械能等于电场力作P到Q对滑块所做的功. 【解析】 (1)设滑块沿轨道向左做匀加速运动的加速度为a,此过程滑块所受合外力为 F=qE=2.0×10-2 N 根据牛顿第二定律有    F=ma 解得a=0.20 m/s2. (2)滑块从P点运动到挡板处的过程中,电场力所做的功 W1=qEx1=4.0×10-3 J. (3)根据功能关系可知,滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能等于滑块由P点运动到Q点过程中电场力所做的功,即 △E=qE(x1-x2)=2.0×10-3 J. 答:(1)滑块沿轨道向左做匀加速直线运动的加速度的大小为a=0.20 m/s2; (2)滑块从P点运动到挡板处的过程中,电场力所做的功W1=qEx1=4.0×10-3 J; (3)滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能△E=qE(x1-x2)=2.0×10-3 J.
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考点分析:
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C.当manfen5.com 满分网时,有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为1:2
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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