(12分) 如圖所示，粗糙程度均勻的絕緣斜面傾角為θ。其下方O點(diǎn)處有一固定的正點(diǎn)電荷，電荷量為Q，OD⊥MN，OM=ON，質(zhì)量為m、帶負(fù)電的小滑塊以初速度v1從M點(diǎn)沿斜面上滑，到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度恰好為零，然后又滑回到M點(diǎn)，速度大小變?yōu)関2。若小滑塊帶電量大小為q且保持不變，可視為點(diǎn)電荷。求：

(1)N點(diǎn)的高度h；
(2)若小滑塊向上滑至D點(diǎn)處加速度大小為a，求小滑塊與斜面間的摩擦因數(shù)μ。

（1）（2）

解析試題分析：(1)設(shè)小物塊從M到N或N到M過程摩擦力做的功大小為Wf
M和N在到點(diǎn)電荷距離相等即在同一個(gè)等勢(shì)面上，所以電場(chǎng)力不做功，根據(jù)動(dòng)能定理有
M到N：                   （2分）
N到M：                    （2分）
解得：             （2分）
根據(jù)幾何關(guān)系有  （1分）
經(jīng)過O點(diǎn)，電場(chǎng)力與斜面垂直，沿斜面方向有
 
垂直斜面方向
滑動(dòng)摩擦力
解得： （1分）
考點(diǎn)：動(dòng)能定理 電場(chǎng)力做功

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：計(jì)算題

（16分）如圖所示，豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧軌道下端與水平桌面相切，小滑塊A和B分別靜止在圓弧軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)。現(xiàn)將A無初速度釋放，A與B碰撞后結(jié)合為一個(gè)整體，并沿桌面滑動(dòng)。已知圓弧軌道光滑，半徑R=0.2m，A與B的質(zhì)量相等，A與B整體與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2。取重力加速度g=10m/s2，求：

（1）碰撞前瞬間A的速率v。
（2）碰撞后瞬間A與B整體的速度。
（3）A與B整體在桌面上滑動(dòng)的距離L。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（15分）如圖所示，MN與PQ為在同一水平面內(nèi)的平行光滑金屬導(dǎo)軌，間距l(xiāng)=0.5m，電阻不計(jì)，在導(dǎo)軌左端接阻值為R=0.6Ω的電阻．整個(gè)金屬導(dǎo)軌置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T．將質(zhì)量m=1kg、電阻r=0.4Ω的金屬桿ab垂直跨接在導(dǎo)軌上．金屬桿ab在水平拉力F的作用下由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)．開始時(shí)，水平拉力為F0=2N．
（1）求金屬桿ab的加速度大��；
（2）求2s末回路中的電流大�。�
（3）已知開始2s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為6.4J，求該2s內(nèi)水平拉力F所做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（18分）一圓筒的橫截面如圖所示，其圓心為O。筒內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。圓筒下面有相距為d的平行金屬板M、N，其中M板帶正電荷，N板帶等量負(fù)電荷。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子自M板邊緣的P處由靜止釋放，經(jīng)N板的小孔S以速度v沿半徑SO方向射入磁場(chǎng)中，粒子與圈筒發(fā)生兩次碰撞后仍從S孔射出，設(shè)粒子與圓筒碰撞過程中沒有動(dòng)能損失，且電荷量保持不變，在不計(jì)重力的情況下，求：

（1）M、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；
（2）圓筒的半徑R；
（3）保持M、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E不變，僅將M板向上平移，粒子仍從M板邊緣的P處由靜止釋放粒子自進(jìn)入圓筒至從S孔射出期間，與圓筒的碰撞次數(shù)n。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（18分）如圖所示,固定的凹槽水平表面光滑,其內(nèi)放置U形滑板N,滑板兩端為半徑R="0.45" m
的1/4圓弧面,A和D分別是圓弧的端點(diǎn),BC段表面粗糙,其余段表面光滑,小滑塊P1和P2的質(zhì)量均為m,滑板的質(zhì)量M=4m.P1和P2與BC面的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1=0.10和μ2=0.40,最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力,開始時(shí)滑板緊靠槽的左端,P2靜止在粗糙面的B點(diǎn)。P1以v0="4.0" m/s的初速度從A點(diǎn)沿弧面自由滑下,與P2發(fā)生彈性碰撞后,P1停在粗糙面B點(diǎn)上,當(dāng)P2滑到C點(diǎn)時(shí),滑板恰好與槽的右端碰撞并與槽牢固粘連,P2繼續(xù)滑動(dòng),到達(dá)D點(diǎn)時(shí)速度為零,P1與P2可視為質(zhì)點(diǎn),取g="10" m/s2。問：

（1）P2在BC段向右滑動(dòng)時(shí),滑板的加速度為多大？
（2）BC長(zhǎng)度為多少？N、P1和P2最終靜止后,P1與P2間的距離為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

有一勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為40N／C，在同一條電場(chǎng)線上有A、B兩點(diǎn)，把質(zhì)量為2×10-9kg，帶電荷量為－1.5×10-8C的微粒從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做1.5×10-6J的正功．求：
（1）A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAB是多少？
（2）A、B兩點(diǎn)間距離是多少？
（3）若微粒在A點(diǎn)具有與電場(chǎng)線同向的速度10m／s，在只有電場(chǎng)力作用的情況下，求經(jīng)過B點(diǎn)的速度？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖甲，MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成θ = 30°角固定，M、P之間接電阻箱R，導(dǎo)軌所在空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B = 0.5T。質(zhì)量為m的金屬桿a b水平放置在軌道上，其接入電路的電阻值為r�，F(xiàn)從靜止釋放桿a b，測(cè)得最大速度為vm。改變電阻箱的阻值R，得到vm與R的關(guān)系如圖乙所示。已知軌距為L(zhǎng) = 2m，重力加速度g取l0m/s2，軌道足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)。
（1）當(dāng)R = 0時(shí)，求桿a b勻速下滑過程中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)E的大小及桿中的電流方向；
（2）求金屬桿的質(zhì)量m和阻值r；
（3）當(dāng)R = 4Ω時(shí)，求回路瞬時(shí)電功率每增加1W的過程中合外力對(duì)桿做的功W。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，半徑R=0.40m的光滑半圓環(huán)軌道處于豎直平面內(nèi)，半圓環(huán)與粗糙的水平地面相切于圓環(huán)的端點(diǎn)A。質(zhì)量m=0.l0kg的小球與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.3，小球以初速度v0="7.0" m/s在水平地面上向左運(yùn)動(dòng)4.0m后，沖上豎直半圓環(huán)，最后小球落在C點(diǎn)，取重力加速度g="10" m/s2，求：

（1）小球進(jìn)入圓軌道通過A點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；
（2）小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)速度；
（3）A、C間的距離；

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（20分）如圖所示，電阻不計(jì)足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角θ=300，導(dǎo)軌間距l(xiāng)，所在平面的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T，方向垂直斜面向上．甲、乙金屬桿質(zhì)量均為m=0.02kg、電阻相同，甲金屬桿處在磁場(chǎng)的上邊界，乙金屬桿距甲也為l，其中l(wèi)=0.4m．同時(shí)無初速釋放兩金屬桿，此刻在甲金屬桿上施加一個(gè)沿著導(dǎo)軌的外力F，保持甲金屬桿在運(yùn)動(dòng)過程中始終與乙金屬桿未進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度相同．（取m/s2）

（1）乙金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速運(yùn)動(dòng)，分析甲金屬桿所在的位置并計(jì)算乙的電阻R為多少？
（2）以剛釋放時(shí)t=0，寫出從開始到甲金屬桿離開磁場(chǎng)，外力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系，并說明F的方向．
（3）若從開始釋放到乙金屬桿離開磁場(chǎng)，乙金屬桿中共產(chǎn)生熱量，試求此過程中外力F對(duì)甲做的功．

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同步練習(xí)冊(cè)答案