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一个带负电的小球,质量为M,带电量为q,在一个如图所示的平行板电容器的右侧板边被竖直上抛,最后落在电容器左侧板边同一高度处,若电容器极板是竖直放置,两板间距为d,板间电压为U,求电荷能达到的最大高度及抛出时的初速度.

答案:
解析:

  小球在竖直方向只受重力

     H=          ①

     t=2·,        ②

  在水平分运动中,只受电场力

      d=at2··  ③

  以上三个方程联立解得

      H=

     v0=gd

  【评析】在处理较复杂的曲线运动时我们一般采取运动分解的方法把它转化成两个直线运动来处理,直线运动的规律是非常好掌握的,然后再合成,得到我们要求解的物理量.


提示:

  【分析】先要弄清电荷的运动情况.

  电荷以初速度v0抛出后,受重力Mg和电场力qE的作用(如下图),设想没有qE,电荷将做竖直上抛运动,在题目限定的时间t内,它升至最高点又落到抛出点,有最大高度H;设想没有Mg,电荷将在水平方向向左做初速度为零的匀加速运动,在时间t内走过距离d,现两者兼而有之,电荷做曲线运动,这个运动可看作以上两个正交的直线运动的合运动.


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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,虚线MN下方存在竖直向上的匀强电场,场强E=2×103V/m,电场区域上方有一竖直放置长为l=0.5m的轻质绝缘细杆,细杆的上下两端分别固定一个带电小球A、B,它们的质量均为m=0.01kg,A带正电,电量为q1=2.5×10-4C;B带负电,电荷量q2=5×10-5C,B到MN的距离h=0.05m.现将轻杆由静止释放(g取10m/s2),求:
(1)小球B刚进入匀强电场后的加速度大小.
(2)从开始运动到A刚要进入匀强电场过程的时间.
(3)小球B向下运动离M、N的最大距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:

在长为2L的绝缘轻质细杆的两端各连接一个质量均为m的带电小球A和B(可视为质点,也不考虑二者间的相互作用力),A球带正电、电荷量为+2q,B球带负电.电荷量为-3q.现把A和B组成的带电系统锁定在光滑绝缘的水平面上,并让A处于如图所示的有界匀强电场区域MPQN内.已知虚线MP是细杆的中垂线,MP和NQ的距离为4L,匀强电场的场强大小为E,方向水平向右.现取消对A、B的锁定,让它们从静止开始运动.(忽略小球运动中所产生的磁场造成的影响)
(1)求小球A、B运动过程中的最大速度;
(2)小球A、B能否回到原出发点?若不能,请说明理由;若能,请求出经过多长时间带电系统又回到原地发点.
(3)求运动过程中带电小球B电势能增加的最大值.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,竖直向上的匀强电场中,绝缘轻质弹簧直立于地面上,上面放一个质量为m的带负电小球,小球与弹簧不连接,在弹簧弹性范围内现用足够大的力F将小球向下压到某位置后撤去F,让小球由静止释放.不计空气阻力,则(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网在中间位置有固定转动轴的长为2l的轻质杆两端固定两个质量均为m、电荷量大小均为q的小球1和2,装置放在如图所示的关于竖直线对称的电场中,开始时杆在水平位置静止.现给小球1一个竖直向上的速度,让小球1、2绕转动轴各自转动到B、A位置,A、B间电势差是U,则在这一过程中小球1、2构成的系统(  )
A、若两小球均带正电,动能变化量一定大于
1
2
Uq
B、若两小球均带负电,动能变化量一定等于Uq+mgl
C、若球1带正电、球2带负电,动能变化量一定等于Uq
D、若两小球均带正电,动能变化量一定小于Uq

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科目:高中物理 来源:2012-2013学年浙江省高三上学期期中考试物理试卷(解析版) 题型:计算题

(14分)在长为2L的绝缘轻质细杆的两端各连接一个质量均为m的带电小球AB(可视为质点,也不考虑二者间的相互作用力),A球带正电、电荷量为+2qB球带负电。电荷量为-3q。现把AB组成的带电系统锁定在光滑绝缘的水平面上,并让A处于如图所示的有界匀强电场区域MPQN内。已知虚线MP是细杆的中垂线,MPNQ的距离为4L,匀强电场的场强大小为E,方向水平向右。现取消对AB的锁定,让它们从静止开始运动。(忽略小球运动中所产生的磁场造成的影响)

(1)求小球AB运动过程中的最大速度;

(2)小球AB能否回到原出发点?若不能,请说明理由;若能,请求出经过多长时间带电系统又回到原地发点。

(3)求运动过程中带电小球B电势能增加的最大值。

 

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