练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    1．如图所示，虚线左侧存在非匀强电场，MO是电场中的某条电场线，方向水平向右，长直光滑绝缘细杆CD沿该电场线放置．质量为m1、电量为+q1的A球和质量为m2、电量为+q2的B球穿过细杆（均可视为点电荷）．当t=0时A在O点获得向左的初速度v0，同时B在O点右侧某处获得向左的初速度v1，且v1＞v0．结果发现，在B向O点靠近过程中，A始终向左做匀速运动．当t=t0时B到达O点（未进入非匀强电场区域），A运动到P点（图中未画出），此时两球间距离最小．静电力常量为k．
    （1）求0～t0时间内A对B球做的功；
    （2）求杆所在直线上场强的最大值；
    （3）某同学计算出0～t0时间内A对B球做的功W1后，用下列方法计算非匀强电场PO两点间电势差：
    设0～t0时间内B对A球做的功为W2，非匀强电场对A球做的功为W3，
    根据动能定理 W2+W3=0
    又因为 W2=-W1
    PO两点间电势差U=$\frac{{W}_{3}}{{q}_{1}}$=$\frac{{W}_{1}}{{q}_{1}}$
    请分析上述解法是否正确，并说明理由．

    分析 （1）由题，t=0时A球以速度υ0在非匀强电场中向左做匀速运动，以速度υ1向左运动，且υ1＞υ0．则AB间距离不断减小，B球做减速运动，t=t0时两者速度相同，距离最小，在此过程中只有A球的库仑力对B球做功，根据动能定理求解0～t0时间内A对B球做的功；
    （2）A做匀速运动，所受的电场力与B球对它的库仑力相平衡，当B球到达O点时，两带电小球间的距离最小，库仑力最大，A所受的电场力也最大，场强最大，根据平衡条件和库仑定律求解场强的最大值；
    （3）该同学的解法是错误的．B球向A球靠近的过程，两者位移不等，W2≠-W1．

    解答 解：（1）B球运动过程中只受A球对它的库仑力作用，当它运动到0点时速度跟A球相同为v0．库仑力做的功即为B球动能增加量，则
      W=$\frac{1}{2}{m}_{2}{v}_{0}^{2}$-$\frac{1}{2}{m}_{2}{v}_{1}^{2}$
    （2）因为A球做匀速运动，t0时间内运动的位移 x=v0t0
    此时的库仑力F=k$\frac{{q}_{1}{q}_{2}}{{x}^{2}}$
    因为A球始终做匀速运动，所以非匀强电场对它的作用力与B球对它的库仑力相平衡．当B球到达O点时，两带电小球间的距离最小，库仑力最大．因此，电场对A的作用力也最大，电场强度也最大，为   E=$\frac{F}{{q}_{1}}$=$\frac{k{q}_{2}}{{v}_{0}^{2}{t}_{0}^{2}}$
    （3）该同学的解法是错误的．
    因为B球向A球靠近的过程，虽然它们的作用力大小相等，但它们运动的位移不等，所以相互作用力所做的功W1、W2的大小不相等，即W2=-W1是错误的．
    答：
    （1）0～t0时间内A对B球做的功是$\frac{1}{2}{m}_{2}{v}_{0}^{2}$-$\frac{1}{2}{m}_{2}{v}_{1}^{2}$；
    （2）杆所在直线上场强的最大值是$\frac{k{q}_{2}}{{v}_{0}^{2}{t}_{0}^{2}}$；
    （3）该同学的解法是错误的．

    点评 本题根据两球之间库仑力的变化，分析B球的运动情况，确定速度相同时距离最小是关键，再根据动能定理和库仑定律结合求解．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    11．如图所示，截面为三角形的斜面体（固定）由两种材料拼接而成，BC界面平行底面DE，两侧面与水平面夹角分别为α=30°、β=60°．已知物块从A静止沿ABD下滑，加速至B匀速至D；若该物块静止从A沿另一侧面ACE下滑，则有（　　）
    A．通过C点的速率等于通过B点的速率
    B．AB段的运动时间大于AC段的运动时间
    C．AE段受到的冲量大于AD段受到的冲量
    D．AE段受到的冲量小于AD段受到的冲量

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    12．如图是某质点运动的速度-时间图象，由图象得到的正确结果是（　　）
    A．0～1 s内的平均速度是2 m/s
    B．0～2 s内的位移大小是4m
    C．0～1 s内的加速度大于2～4 s内的加速度
    D．0～1 s内的运动方向与2～4 s内的运动方向相反

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    9．从同一地点同时开始沿同一方向做直线运动的两个物体A、B的v-t图象如图所示，下列说法中正确的是（　　）
    A．在0～t0时间内，A物体的速度小于B物体的速度
    B．在0～t0时间内，B物体的平均速度大小等于$\frac{{{v_1}+{v_0}}}{2}$
    C．在t0～t1时间内，A物体的加速度大小在不断增大
    D．在t0～t1时间内，A物体的位移大于B物体的位移

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    16．如图所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为v0．小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．要使小工件不从传送带乙上掉下，求传送带乙的宽度应满足的条件？（小工件视为质点）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    6．某质量为2000kg的汽车在平直路面上试车，当速度达到108km/h时关闭发动机，经过60s停了下来．
    （1）汽车受到的阻力是多大？
    （2）重新起步加速时牵引力为2500N，产生的加速度是多大？假定试车过程中汽车受到的阻力不变．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    13．一物体以4m/s的初速度从光滑斜面的底端A沿斜面上行，它先后经过斜面上B点时的速度是经过C点时速度的2倍．通过C点再经0.5s滑到斜面顶点D时速度等于零．量得BC长0.75m．求斜面长．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．下列叙述中正确的有（　　）
    A．点电荷一定是带电量很小的带电体
    B．电场是假想的，并不是客观存在的物质
    C．点电荷的电量可能是3.2×10-20C
    D．电场线用疏密表示电场强弱，用切线方向表示电场方向

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    3．如图1，A、B是电场中的同一条直线形电场线上的两点．若将一个带负电的点电荷从A点由静止释放，它在沿电场线从A向B运动过程中的速度图象如图2所示．比较A、B两点的电势U和场强E，下列说法中正确的是（　　）
    A．ΦA＞ΦB，EA＞EBB．ΦA＞ΦB，EA＜EBC．ΦA＜ΦB，EA＜EBD．ΦA＜ΦB，EA＞EB

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案