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如图所示,固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷,电荷量分别为...

manfen5.com 满分网如图所示,固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷,电荷量分别为+Q和-Q,A、B相距为2d.MN是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的可视为点电荷的带电小球,质量为m、电荷量为+q,(此电荷不影响电场的分布.),现将小球从与点电荷A等高的C处由静止开始释放,小球向下运动到O点时速度为v,已知CO=d,MN与AB之间的距离为d,静电力常量为k,重力加速度为g.
求:
(1)C、O间的电势差U;
(2)O点处的电场强度E的大小;
(3)小球经过与点电荷B等高的D点时的速度.
要求解电势差,我们应该去想电势差与电场力做功的关系, 要求解电场力做功我们想到运用动能定理. 一个物理量的求解我们应该去找出与这个物理量有关的已知物理量,可以根据所求的物理量反向思考. 小球p经过O点时受力分析,根据电场强度的定义式求解电场强度. 对于变加速直线运动求速度,我们应该首选动能定理求解. 【解析】 (1)小球p由C运动到O时,由动能定理, 得:mgd+qUC0=mv2-0① ∴UCO=② (2)小球p经过O点时受力分析, 由库仑定律得:F1=F2=k 它们的合力为:F=F1cos45°+F2cos45°=③ ∴O点处的电场强度E==,④ (3)小球p由O运动到D的过程,由动能定理得:mgd+qUOD=m-mv2  ⑤ 由电场特点可知:UCO=UOD ⑥ 联立①⑤⑥解得:vD=v 答:(1)C、O间的电势差UCO是 (2)O点处的电场强度E的大小是; (3)小球p经过与点电荷B等高的D点时的速度是v.
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考点分析:
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(1)动车组的加速度值;
(2)动车组牵引力的最大值;
(3)动车组位移的大小.
t/sv/m•s-1
30
10040
30050
40050
50060
55070
60080

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设计与进行实验:
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(2)在弹簧下端挂上钩码,当分别悬挂10g、20g钩码时,记下指针所指的标尺刻度;
(3)将实验数据记录在表格中.
(4)整理器材,进行实验数据分析并得出结论.
交流与评估:
小明同学将实验数据记录在到下表中(重力加速度g=9.8m/s2 )
钩码质量m/g1020
标尺刻度x/10-2m6.008.0010.00
他根据实验数据在坐标纸上用描点法画出x-m图象如图所示,根据图象于是小明得出结论:弹簧弹力和弹簧伸长不是正比例关系而是一次函数关系,自己先前的猜想是错误的.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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