【題目】如圖所示，在光滑絕緣的水平面上，用長為2L的絕緣輕桿連接兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球A和B，A球的電荷量為＋2q，B球的電荷量為－3q，組成一靜止的帶電系統(tǒng)。虛線NQ與MP平行且相距3L，開始時(shí)MP恰為桿的中垂線。視小球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)，不計(jì)輕桿的質(zhì)量，現(xiàn)在在虛線MP、NQ間加上水平向右的勻強(qiáng)電場E，求：

（1）B球剛進(jìn)入電場時(shí)帶電系統(tǒng)的速度大��；

（2）B球向右運(yùn)動(dòng)的最大位移以及從開始到最大位移處時(shí)B球電勢能的變化量；

（3）帶電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的周期。

【答案】（1） （2） ； （3）

【解析】

（1）對系統(tǒng)運(yùn)用動(dòng)能定理，根據(jù)動(dòng)能定理求出B球剛進(jìn)入電場時(shí)，帶電系統(tǒng)的速度大小．

（2）帶電系統(tǒng)經(jīng)歷了三個(gè)階段：B球進(jìn)入電場前、帶電系統(tǒng)在電場中、A球出電場，根據(jù)動(dòng)能定理求出A球離開PQ的最大位移，從而求出帶電系統(tǒng)向右運(yùn)動(dòng)的最大距離．根據(jù)B球在電場中運(yùn)動(dòng)的位移，求出電場力做的功，從而確定B球電勢能的變化量．

（3）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律分別求出帶電系統(tǒng)B球進(jìn)入電場前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，帶電系統(tǒng)在電場中做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，A球出電場帶電系統(tǒng)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，從而求出帶電系統(tǒng)從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)再次速度為零的時(shí)間，帶電系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)周期為該時(shí)間的2倍．

（1）設(shè)B球剛進(jìn)入電場時(shí)帶電系統(tǒng)速度為v1，由動(dòng)能定理2qEL=×2mv12
解得
（2）帶電系統(tǒng)向右運(yùn)動(dòng)分三段：B球進(jìn)入電場前、帶電系統(tǒng)在電場中、A球出電場．
設(shè)A球離開NQ的最大位移為x，由動(dòng)能定理得2qEL-qEL-3qEx=0
解得x=；則s總=

B球從剛進(jìn)入電場到帶電系統(tǒng)從開始運(yùn)動(dòng)到速度第一次為零時(shí)位移為

其電勢能的變化量為△EP=W=3qE=4qEL
（3）向右運(yùn)動(dòng)分三段，取向右為正方向，
第一段加速，，
第二段減速 ，
設(shè)A球出電場電速度為v2，由動(dòng)能定理得-qEL=

解得，
則
第三段再減速則其加速度a3及時(shí)間t3為：，
所以帶電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的周期為：T=2（t1+t2+t3）=．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，總長度為15 cm的氣缸放置在水平桌面上�；钊馁|(zhì)量m=20 kg，橫截面積S=100 cm2，活塞可沿氣缸壁無摩擦地滑動(dòng)但不漏氣，開始時(shí)活塞與氣缸底的距離12 cm。外界氣溫為27 ℃，大氣壓強(qiáng)為1.0×105 Pa。將氣缸緩慢地轉(zhuǎn)到開口向上的豎直位置，待穩(wěn)定后對缸內(nèi)氣體逐漸加熱，使活塞上表面剛好與氣缸口相平，取g=10 m/s2，求：

①活塞上表面剛好與氣缸口相平時(shí)氣體的溫度為多少？

②在對氣缸內(nèi)氣體加熱的過程中，吸收了189 J的熱量，則氣體增加的內(nèi)能是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢e隨時(shí)間t的變化曲線如圖乙所示，若外接電阻R=70Ω，線圈電阻r=10Ω，則下列說法正確的是

A. 線圈的角速度為100rad/s

B. 0.01s末穿過線圈的磁通量最大

C. 通過線圈的最大電流為1.25A

D. 電壓表的示數(shù)為87.5V

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一塊足夠長的白板靜止于水平桌面上，一可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為m的石墨塊靜止在白板上，石墨塊與白板間動(dòng)摩擦擦因數(shù)為，重力加速度為g。從某時(shí)刻起，使白板瞬時(shí)獲得速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)，石墨塊將在板上劃下黑色痕跡。經(jīng)過時(shí)間t白板突然停下，不再運(yùn)動(dòng)。不計(jì)石墨塊與板摩擦過程中損失的質(zhì)量，在石墨塊也停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，白板上黑色痕跡的長度及二者相對運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的熱量可能是

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角為30°的絕緣斜面上，導(dǎo)軌寬度為L，下端接有阻值為R的電阻，導(dǎo)軌處于方向垂直于斜面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場中.輕繩一端跨過光滑定滑輪，懸吊質(zhì)量為m的小物塊，另一端平行于斜面系在質(zhì)量為m的金屬棒的中點(diǎn)，現(xiàn)將金屬棒從PQ位置由靜止釋放，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好且電阻均忽略不計(jì)，重力加速度為g.

(1)求金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小；

(2)若金屬棒速度為v0且距離導(dǎo)軌底端x時(shí)開始計(jì)時(shí)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t發(fā)生變化，使回路中無電流，請推導(dǎo)出磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系式.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑的半圓形軌道固定在豎直面內(nèi)，質(zhì)量的小滑塊以的速度從軌道左端點(diǎn)滑下，剛好能到達(dá)軌道右端點(diǎn)。軌道面各處材料相同。重力加速度。下列說法正確的是

A. 滑塊在軌道最低點(diǎn)的速度為

B. 滑塊在最低點(diǎn)對軌道的壓力可能為30N

C. 滑塊在最低點(diǎn)對軌道的壓力可能為40N

D. 滑塊在最低點(diǎn)對軌道的壓力不可能為38N

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】已知某一電阻,的阻值大約為，某同學(xué)欲利用伏安法盡可能精確地測量該電阻的阻值，選擇了下列器材:

定值電阻(阻值為);

電阻箱(最大阻值為);

電流表(量程為，內(nèi)阻為);

電流表(量程為，內(nèi)阻約為);

滑動(dòng)變阻器(最大阻值為);

電池組(電動(dòng)勢為3V，內(nèi)阻不計(jì));

單刀單擲開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干。

(1)該同學(xué)先將一-只電流表改裝成量程為1.5V的電壓表,這只電流表應(yīng)選____(填“”或“”)。

(2)該同學(xué)完成了實(shí)物電路部分導(dǎo)線的連接，請你完成其余導(dǎo)線的連接_______。

(3)定值電阻在電路中起____作用。

(4)在多次測量中，有一次該同學(xué)看到兩電流表指針分別偏轉(zhuǎn)到滿刻度的和，根據(jù)此組數(shù)據(jù)求得的=____(結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖是靜電除塵器除塵機(jī)理的示意圖，a、b是直流高壓電源的兩極，通過某種機(jī)制使電場中的塵埃帶上負(fù)電，在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達(dá)到除塵目的．圖示位置的P、M、N三點(diǎn)在同一直線上，且PM=MN．下列判斷正確的是

A. b是直流高壓電源的負(fù)極

B. 電場中M點(diǎn)的電勢高于N點(diǎn)的電勢

C. 同一個(gè)點(diǎn)電荷在電場中N點(diǎn)受到的電場力小于在P點(diǎn)受到的電場力

D. 電場中N、M間的電勢差UNM小于M 、P間的電勢差UMP

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法中正確的是（ ）

A. 電荷在某處不受電場力的作用，則該處的電場強(qiáng)度為零

B. 一小段通電導(dǎo)線在某處不受安培力的作用，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零

C. 把一個(gè)試探電荷放在電場中的某點(diǎn)，它受到的電場力與所帶電荷量的比值表示該點(diǎn)電場的強(qiáng)弱

D. 把一小段通電導(dǎo)線放在磁場中某處，所受的磁場力與該小段通電導(dǎo)線的長度和電流的乘積的比值表示該處磁場的強(qiáng)弱

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