如圖所示,在傾角為θ的絕緣斜面上,有相距為L的A、B兩點,分別固定著兩個帶電量均為Q的正點電荷。O為AB連線的中點,a、b是AB連線上兩點,其中。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小滑塊(可視為質(zhì)點)以初動能從a點出發(fā),沿AB直線向b點運動,其中小滑塊第一次經(jīng)過O點時的動能為,第一次到達b點時的動能恰好為零,已知靜電力常量為。求:

(1)兩個帶電量均為Q的正點電荷在a點處的合場強大小和方向;
(2)小滑塊由a點向b點運動的過程中受到的滑動摩擦力大;
(3)aO兩點間的電勢差。

(1) 方向沿斜面向上  (2) (3)

解析試題分析:(1)根據(jù)真空中點電荷的電場強度的表達式得:
A點處電荷在a處場強,方向沿斜面向上
B點處電荷在a處場強,方向沿斜面向下
根據(jù)電場的疊加原理,可知,在a點處的合場強大小和方向分別是:
,方向沿斜面向上
(2)由,O為AB連線的中點得:a、b關于O點對稱,則a點與b點等勢,即,小滑塊從a點運動到b點的過程中,電場力做功
設小滑塊與水平面間的摩擦力大小為f ,小滑塊從a點運動到b點的過程中,根據(jù)動能定理有

解得:
(3)小滑塊從a點運動到O點的過程中,根據(jù)動能定理
解得:
考點:本題考查了電學和力學的綜合應用。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,在xOy坐標系中,y>0的范圍內(nèi)存在著沿y軸正方向的勻強電場;在y<0的范圍內(nèi)存在著垂直紙面的勻強磁場(方向未畫出)。已知OA=OC=CD=DE=EF=L,OB=L,F(xiàn)在一群質(zhì)量為m、電荷量大小為q(重力不計)的帶電粒子,分布在A、B之間。t=0時刻,這群帶電粒子以相同的初速度v0沿x軸正方向開始運動。觀察到從A點出發(fā)的帶電粒子恰好從D點第一次進入磁場,然后從O點第一次離開磁場。

(1)試判斷帶電粒子所帶電荷的正負及所加勻強磁場的方向;
(2)試推導帶電粒子第一次進入磁場的位置坐標x與出發(fā)點的位置坐標y的關系式;
(3)試求從A點出發(fā)的帶電粒子,從O點第一次離開磁場時的速度方向與x軸正方向的夾角θ。(圖中未畫出)

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,A、B為兩塊足夠大的相距為d的平行金屬板,接在電壓為U的電源上。在A板的中央P點放置一個電子發(fā)射源?梢韵蚋鱾方向釋放電子,射出的初速度為v,電子打在B板上的區(qū)域面積為S,(不計電子的重力),試求電子的比荷

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(12分)一荷質(zhì)比為的帶電粒子經(jīng)一電場U=150V加速進入到一只有左邊界的勻強磁場中,已知勻強磁場的磁感應強度為B="0.1T" 求:

(1)粒子離開電場時的速度
(2)粒子離開磁場左邊界的位置距離進入點的長度
(3)粒子在磁場中運動的時間

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)如圖所示,水平方向的勻強電場場強為E,場區(qū)寬度為L,豎直方向足夠長,緊挨著電場的是垂直于紙面向外的兩個勻強磁場區(qū)域,其磁感應強度分別為B和2B。一個質(zhì)量m,電荷量為q的帶正電粒子,其重力不計,從電場的邊界MN上的a點由靜止釋放,經(jīng)電場加速后進入磁場,經(jīng)過時間穿過中間磁場,進入右邊磁場后能按某一路徑再返回到電場的邊界MN上的某一點b,途中虛線為場區(qū)的分界面。求:

(1)中間場區(qū)的寬度d;
(2)粒子從a點到b點所經(jīng)歷的時間;
(3)當粒子第n次返回電場的MN邊界時與出發(fā)點之間的距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(18分)光滑的平行金屬導軌長L=2 m,兩導軌間距d=0.5 m,軌道平面與水平面的夾角θ=30°,導軌上端接一阻值為R=0.6 Ω的電阻,軌道所在空間有垂直軌道平面向上的勻強磁場,磁場的磁感應強度B=1 T,如圖所示.有一質(zhì)量m=0.5 kg、電阻r=0.4 Ω的金屬棒ab,放在導軌最上端,其余部分電阻不計.已知棒ab從軌道最上端由靜止開始下滑到最底端脫離軌道的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量Q1=0.6 J,取g=10 m/s2,試求:
 
(1)當棒的速度v=2 m/s時,電阻R兩端的電壓;
(2)棒下滑到軌道最底端時速度的大。
(3)棒下滑到軌道最底端時加速度a的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖15,質(zhì)量為M的足夠長金屬導軌abcd放在光滑的絕緣水平面上。一電阻不計,質(zhì)量為m的導體棒PQ放置在導軌上,始終與導軌接觸良好,PQbc構成矩形。棒與導軌間動摩擦因數(shù)為m,棒左側有兩個固定于水平面的立柱。導軌bc段長為L,開始時PQ左側導軌的總電阻為R,右側導軌單位長度的電阻為R0。PQ左側勻強磁場方向豎直向上,磁感應強度大小為B。在t=0時,一水平向左的拉力F垂直作用于導軌的bc邊上,使導軌由靜止開始做勻加速直線運動,加速度為a。

(1)求回路中感應電動勢及感應電流隨時間變化的表達式;
(2)經(jīng)過多少時間拉力F達到最大值,拉力F的最大值為多少?
(3)某一過程中力F做的功為W1,導軌克服摩擦力做功為W2,求回路產(chǎn)生的焦耳熱Q。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)如圖甲所示,足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ所在平面與水平面成30°角,兩導軌的間距l(xiāng)=0.50m,一端接有阻值R=1.0Ω的電阻。質(zhì)量m=0.10kg的金屬棒ab置于導軌上,與軌道垂直,電阻r=0.25Ω。整個裝置處于磁感應強度B=1.0T的勻強磁場中,磁場方向垂直于導軌平面向下。t=0時刻,對金屬棒施加一平行于導軌向上的外力F,使之由靜止開始沿斜面向上運動,運動過程中電路中的電流隨時間t變化的關系如圖乙所示。電路中其他部分電阻忽略不計,g取10m/s2,求:   

(1)4.0s末金屬棒ab瞬時速度的大。
(2)4.0s末力F的瞬時功率。

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

一質(zhì)量為m的鐵球在真空中從t=0時刻由靜止自由釋放,則在T=t1時刻重力的功率是(設重力加速度為g)  

A. B. C. D.

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