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如图所示,在粗糙水平面内存在着2n个有理想边界的匀强电场区,水平向右的电场和竖直...

如图所示,在粗糙水平面内存在着2n个有理想边界的匀强电场区,水平向右的电场和竖直向上的电场相互间隔,每一电场区域场强的大小均为E,且E=mg/q,电场宽度均为d,一个质量为m,带正电的电荷量为q的物体(看作质点),从第一个向右的电场区域的边缘由静止进入电场,该物体与水平面间的动摩擦系数为μ,则物体从开始运动到离开第2n个电场区域的过程中,求:
 

(1)电场力对物体所做的总功?摩擦力对物体所做的总功。

(2)物体在第2n个电场(竖直向上的)区域中所经历的时间?

(3)物体在所有水平向右的电场区域中所经历的总时间?

 

(1)nmgd ;-nμmgd(2)(3) 【解析】试题分析:(1)电场力对物体所做的总功 W电=nEqd=nmgd. 摩擦力对物体所做的总功Wf=-nμmgd. (2)根据动能定理得,W电−Wf=mv2, 即 nmgd-nμmgd=mv2 解得. 物体在第2n个电场中,电场力竖直向上等于竖直向下的重力,所以物体匀速运动 . (3)若将物体在水平向右的加速电场中的运动连起来,物体的运动可以看作初速为0的匀加速直线运动,. 解得. 考点:牛顿定律及动能定理。  
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考点分析:
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如图所示轨道CDGH位于竖直平面内,其中圆弧段DG与水平段CD及倾斜段GH分别相切于D点和G,圆弧段和倾斜段均光滑,H处固定一垂直于轨道的绝缘挡板,整个轨道绝缘且处于水平向右的匀强电场中。一带电物块由C处静止释放,经挡板碰撞后滑回CD段中点P处时速度恰好为零。已知物块的质量m=4×103kg,所带的电荷量q=+3×106C;电场强度E=1×104N/C;CD段的长度L=0.8m,圆弧DG的半径r=0.2m,GH段与水平面的夹角为θ,sinθ=0.6,cosθ=0.8;不计物块与挡板碰撞时的动能损失,物块可视为质点,重力加速度g10m/s2.

(1)求物块与轨道CD段的动摩擦因数µ

(2)求物块第一次碰撞挡板时的动能Ek

(3)分析说明物块在轨道CD段运动的总路程能否达到2.6m.若能,求物块在轨道CD段运动2.6m路程时的动能;若不能,求物块碰撞挡板时的最小动能。

 

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如图所示,点电荷AB带电荷量分别为3.0×108C2.4×108C,彼此相距6cm.若在两点电荷连线中点O处放一个半径为1cm的金属球壳,则球壳上感应电荷在该中点处产生的电场强度.

 

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如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图,两块水平放置的金属板间距为d.油滴从喷雾器的喷嘴喷出时,由于与喷嘴摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中,在重力作用下,少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间。当平行金属板间不加电压时,由于受到气体阻力的作用,油滴最终以速度v1竖直向下匀速运动;当上板带正电,下板带负电,两板间的电压为U,带电油滴恰好能以速度v2竖直向上匀速运动。已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比,油滴密度为ρ,已测量出油滴的直径为D(油滴可看做球体,球体体积公式V=πD3/6),重力加速度为g.

(1)设油滴受到气体的阻力f=kv,其中k为阻力系数,k= _______

(2)油滴所带电荷量q= ______

 

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如图甲所示,平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力),两板间距离足够大.当两板间加上如图乙所示的交变电压后,在下图中,反映电子速度v、位移x和加速度a三个物理量随时间t的变化规律可能正确的是(  )

甲       乙

 

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在如图所示的竖直向下的匀强电场中,用绝缘的细线拴住的带电小球在竖直平面内绕悬点O做圆周运动,下列说法正确的是(    )

A. 带电小球有可能做匀速率圆周运动

B. 带电小球有可能做变速率圆周运动

C. 带电小球通过最高点时,细线拉力一定最小

D. 带电小球通过最低点时,细线拉力有可能最小

 

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