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 一根对称的“∧”形玻璃管置于竖直平面内,管所有空间有竖直向上的匀强电场,带正电的小球在管内从A点由静止开始运动,且与管壁的动摩擦因数为μ,小球在B端与管作用时无能量损失,管与水平面间夹角为θ,AB长L,如右图所示,求从A开始,小球运动的总路程是多少?(设小球受的电场力大于重力)

解析   
小球小球从A端开始运动后共受四个力作用,电场力为qE、重力mg、管壁支持力N、摩擦力f,由于在起始点A小球处于不平衡状态,因此在斜管上任何位置都是不平衡的,小球将做在“∧”管内做往复运动,最后停在B处。若以整个运动过程为研究对象,将使问题简化。


 
以小球为研究对象,受力如右图

所示,由于电场力和重力做功与路径无关,
而摩擦力做功与路径有关,设小球运动的
总路程为s,由动能定理得:
qELsinθ—mgLsinθ-fs="0 " ①
又因为f=μN           ②
N=(qE-mg)cosθ
所以由以上三式联立可解得小球运动的总路程:   ③
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图8-15所示,长为l的绝缘细线,一端悬于O点,另一端连接一质量为m的带负电小球,置于水平向右的匀强电场中,在O点

向右水平拉直后从静止释放,细线碰到钉子后要使小球刚好饶钉子O′在竖直平面内作圆周运动,求OO′长度。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

两个带异种电荷的粒子质量之比为2:1,带电量分别为Q和-Q。它们之间除相互作用的库仑力外不受其他任何力的作用。若要使它们的距离保持为L不变,两粒子必须同时做什么运动?已知静电力常量为k,试求出两粒子运动时的总动能。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,质量为m,电荷量为q的带电粒子从平行板电容器左侧一端的中点处以速度沿垂直于电场线方向进入电容器,恰能从下边缘处飞出,飞出时速度大小为,若其他条件不变,而在电容器内加上垂直纸面向里的匀强磁场,则带电粒子恰能从上极板边缘处飞出,飞出时速度大小为,不计粒子的重力,则以下速度大小的关系正确的是( )
A.B.
C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

下列说法不正确的是(  )
A.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在电场
B.电场是一种物质,它与其它物质一样,是不依赖我们的感觉而客观存在的东西
C.电荷间的相互作用是通过电场而产生的,电场最基本的性质是对处在它当中的电荷有力的作用
D.电荷只有通过接触才能产生力的作用

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

关于静电场,下列结论普遍成立的是(  )
A.只有体积很小的带电体才可以看做点电荷
B.正负检验电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反,所以某一点场强方向与放入检验电荷的正负有关
C.在正电荷或负电荷产生的静电场中,场强方向都指向电势降低最快的方向
D.电场中任意两点之间的电势差与这两点的场强和这两点间的距离有关

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在水平面O点固定一个点电荷,一电子只在电场力作用下运动轨迹如图实线所示,M、N和P为轨迹上的三点,N点离O点最近,P点比M点O点更远,则下列说法正确的是(  )
A.电子在M点的速率比在P点的大
B.三点中,电子在N点的电势能最大
C.在O点电荷产生的电场中,M点的电势比P点的高
D.电子从M点运动到P点,电场力对它做的总功为负功

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在点电荷-Q形成的电场中有一点A,当一个+q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时,电场力做的功为W,则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为(  )
A.EA=-W,φA=
W
q
B.EA=W,φA=-
W
q
C.EA=W,φA=
W
q
D.EA=-W,φA=-
W
q

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,水平放置的两平行金属板M、N间的距离d=0.20m,给两板加电压U(M板带正电荷,N板带负电荷),板间有一长度L=0.10m的绝缘狭板AB能够绕点A在竖直平面内转动。先使AB板保持水平静止,并在AB的中点放一个质量m=4.9×kg,电荷量q=9×C的带正电荷的微粒P(重力忽略不计)。使板AB突然以角速度ω=100πrad/s沿顺时针方向匀速转动,为使板AB在转动中能与微粒P相碰,求加在平行金属板M、N之间的电压的取值范围。

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