【題目】如圖所示,豎直面內(nèi)直角坐標(biāo)系xOy,原點(diǎn)O是矩形區(qū)ABCD對(duì)角線交點(diǎn),AD平行于x軸,A點(diǎn)坐標(biāo)為,矩形區(qū)ABCD內(nèi)有一平行于xOy平面的勻強(qiáng)電場(chǎng)E0, 現(xiàn)將質(zhì)量為m,帶電量為q(q>0)的相同小球,O點(diǎn)以3mgL的初動(dòng)能沿各個(gè)方向拋出,小球從矩形邊界的不同位置射出,其中經(jīng)過B點(diǎn)的小球的動(dòng)能為初動(dòng)能的,經(jīng)過E點(diǎn)(BC中點(diǎn))的小球的動(dòng)能等于初動(dòng)能,重力加速度為g。

(1)取電場(chǎng)中O點(diǎn)的電勢(shì)為零,求B點(diǎn)的電勢(shì)B和勻強(qiáng)電場(chǎng) 的大;

(2)求帶電小球經(jīng)過矩形邊界最大動(dòng)能是多少?并求出有最大動(dòng)能的位置坐標(biāo)。

【答案】(1) φB, (2) ;P點(diǎn)坐標(biāo)為

【解析】

(1)根據(jù)能量守恒定律:設(shè)BC平面為重力勢(shì)能零勢(shì)面由OB

Ek0+BmgLEk0

求得B= 2mgL ,

OE

Ek0+EmgLEk0

求得 E =mgL,

則:

φB ,φE

勻強(qiáng)電場(chǎng)中,沿同一直線電勢(shì)差與距離成正比,則:φC0 AOC為零勢(shì)面,過OAOC垂線,即為電場(chǎng)線。電場(chǎng)強(qiáng)度與等勢(shì)線AC垂直,由幾何關(guān)系:電場(chǎng)線與y軸夾角為

根據(jù)電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)關(guān)系:

解得:。

3)用正交分解求出電場(chǎng)力和重力的合力:

FxE0qsin30°mg

FymgE0qcos30°0

合力Fmg 方向沿x軸負(fù)方向。合力對(duì)小球做功越多動(dòng)能越大,則DC邊射出的帶電小球動(dòng)能最大,根據(jù)動(dòng)能定理:

F·OPEkmEk0

最大動(dòng)能Ekm

P點(diǎn)坐標(biāo)為)。

答:(1) φB (2) ;P點(diǎn)坐標(biāo)為

練習(xí)冊(cè)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,圓O在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)方向與圓O所在平面平行,帶負(fù)電的微粒以相同的初動(dòng)能沿著各個(gè)方向從A點(diǎn)進(jìn)入圓形區(qū)域中,只在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng),從圓周上不同點(diǎn)離開圓形區(qū)域,其中從C點(diǎn)離開圓形區(qū)域的帶電微粒的動(dòng)能最大,圖中O是圓心,AB是圓的直徑,AC是與ABα角的弦,則勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向?yàn)?/span>

A. 沿CO方向B. 沿CA方向

C. 沿CB方向D. 沿BA方向

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在水平圓盤上放有質(zhì)量分別為m、m、2m的可視為質(zhì)點(diǎn)的三個(gè)物體AB、C, 圓盤可繞垂直圓盤的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng).三個(gè)物體與圓盤的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 ,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.三個(gè)物體與軸O共線且OA=OB=BC=r=0.2m,現(xiàn)將三個(gè)物體用輕質(zhì)細(xì)線相連,保持細(xì)線伸直且恰無張力.若圓盤從靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng),且角速度ω緩慢增大,已知重力加速度為g=10m/s2,則對(duì)于這個(gè)過程,下列說法正確的是

A. A、B兩個(gè)物體同時(shí)達(dá)到最大靜摩擦力

B. B、C兩個(gè)物體的靜摩擦力先增大后不變

C. 當(dāng)rad/s時(shí)AB、C整體會(huì)發(fā)生滑動(dòng)

D. 當(dāng) 時(shí),在ω增大的過程中B、C間細(xì)線的拉力不斷增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,小明用與水平方向θ角的輕繩拉木箱,繩中張力為F,沿水平地面向右移動(dòng)了一段距離l。已知木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,木箱質(zhì)量為m,木箱受到的

A. 支持力做功為

B. 重力做功為

C. 拉力做功為

D. 滑動(dòng)摩擦力做功為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某學(xué)習(xí)小組做“探究恒力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)如圖甲所示。

(1)實(shí)驗(yàn)中所用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用____(填“交流”或“直流”)電源的計(jì)時(shí)儀器,它的工作電壓是,當(dāng)電源的頻率為50Hz時(shí),它每隔_____s打一次點(diǎn);

(2)實(shí)驗(yàn)中,為了把重物所受的重力作為小車所受的牽引力,需要滿足的條件是:

①在未掛重物時(shí),通過墊木塊使木板適當(dāng)傾斜,目的是________________;

②已知小車質(zhì)量為M,重物質(zhì)量為m,則M_______ m(填“>”“”“=”“<”或“”);

(3)選出一條紙帶如圖乙所示,其中O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn),A、BC為相鄰的三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。用刻度尺測(cè)得,,已知相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔為T,重力加速度為g則打下B點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為_______,與之對(duì)應(yīng)小車所受的牽引力做________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】假設(shè)將來一艘飛船靠近火星時(shí),經(jīng)歷如圖所示的變軌過程,已知萬有引力常量為,則下列說法正確的是(  )

A.飛船在軌道上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的速度小于在軌道運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的速度

B.若軌道貼近火星表面,測(cè)出飛船在軌道運(yùn)動(dòng)的周期,就可以推知火星的密度

C.飛船在軌道上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度大于飛船在軌道上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度

D.飛船在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期大于在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖中a、b是兩個(gè)點(diǎn)電荷,它們的電量分別為Q1Q2,MNab連線的中垂線,P是中垂線上的一點(diǎn),下列哪種情況能使P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向指向MN的左側(cè)( )

A. Q1、Q2都是正電荷,且Q1Q2

B. Q1是正電荷,Q2是負(fù)電荷,且Q1>∣Q2

C. Q1是負(fù)電荷,Q2是正電荷,且∣Q1∣>Q2

D. Q1、Q2都是負(fù)電荷,且∣Q1∣>∣Q2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】兩物體A、B并排放在水平地面上,且兩物體接觸面為豎直面,現(xiàn)用一水平推力F作用在物體A上,使A、B由靜止開始一起向右做勻加速運(yùn)動(dòng),如圖(a)所示,在A、B的速度達(dá)到6m/s時(shí),撤去推力F.已知AB質(zhì)量分別為mA1kg、mB3kg,A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ0.3,B與地面間沒有摩擦,B物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖(b)所示.g10m/s2,求:

(1)推力F的大小.

(2)A物體剛停止運(yùn)動(dòng)時(shí),物體AB之間的距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖甲為小型發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,通過線圈在兩磁極間轉(zhuǎn)動(dòng)給小燈泡供電,已知小燈泡獲得的交變電壓如圖乙。則下列說法正確的是

A. 甲圖中電壓表的示數(shù)為

B. 乙圖中的0時(shí)刻就是甲圖所示時(shí)刻

C. 乙圖中0.5×10-2s時(shí)刻,穿過甲圖中線圈的磁通量最小

D. 乙圖中1.0×10-2s時(shí)刻,穿過甲圖中線圈的磁通量最小

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