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如图所示,光滑绝缘的水平面上,相隔2L的A、B两点固定有两个电荷量均为Q的正点电荷,aOb是AB连线上的三点,且O为中点,Oa=Ob=L/2,一质量为m、电荷量为q的点电荷以初速度v0从a点出发沿AB连线向B运动,在运动过程中电荷受到大小恒定的阻力作用,当速度为零时,阻力也为零,当它运动到O点时,动能为初动能的n倍,运动到b点时刚好速度为零,然后返回往复运动,直至最后静止。已知静电力 恒量为k,设O处电势为零。求:
(1)a点的场强大小;
(2)阻力的大小;
(3)a点电势;
(4)电荷在电场中运动的总路程。
解:(1)
(2)由于对称,φab,所以电荷从a点出发到b点过程中电场力做功为零,设从a到b点阻力做功为Wf,Wf=fL,则由动能定理
 
(3)设电荷从a到O点电场力做功为WF,阻力做功为1/2Wf,由动能定理


又WF=q(φa-φO
因为φO=0,所以φaq=WF

(4)最后点电荷必定停在O处,由能量守恒定律
 
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直平面内,管口B、C的连线是水平直径.现有一带正电小球(可视为质点)从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R.从小球进入管口开始,整个空间突然加上一个匀强电场,电场力在竖直向上的分力大小与重力大小相等,结果小球从管口C处脱离圆管后,其运动轨迹最后经过A点.设小球运动过程中带电量没有改变,重力加速度为g.求:
(1)小球到达B点的速度大小;
(2)小球受到的电场力的大小和方向;
(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内,管口B,C的连线水平.质量为m的带正电小球从B点正上方的A点自由下落A,B两点间距离为4R.从小球(小球直径小于细圆管直径)进人管口开始,整个空间中突然加上一个斜向左上方的匀强电场,小球所受电场力在竖直方向上的分力方向向上,大小与重力相等,结果小球从管口 C处离开圆管后,又能经过A点.设小球运动过程中电荷量没有改变,重力加速度为g,求:
(1)小球到达B点时的速度大小;
(2)小球受到的电场力大小;
(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,光滑绝缘的水平面上方,左边有垂直纸面向里的匀强磁场,右边有竖直向上的匀强电场.质量为m,带电量为q(正电)的点电荷 a,以水平向右的初速度v沿水平面进入匀强磁场和匀强电场,恰好都不脱离水平面.在匀强电场中用绝缘细线悬挂一个质量为m的不带电的小球b(可视为质点),小球处于静止且对水平面无压力.点电荷a进入匀强电场后与小球b正碰并粘在一起,恰好能绕悬挂点O在匀强电场中做竖直面内的圆周运动.(重力加速度为g)求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B;
(2)匀强电场的电场强度E;
(3)绝缘细线的长度l.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,光滑绝缘的水平面内有竖直方向的宽度为d的匀强磁场区,磁场的磁感应强度为B.正方形金属线框abcd边长为L(L<d),质量为m,现对线框施加垂直于ab边的水平恒力F使线框从磁场左侧距磁场S处由静止开始运动,如果ab边刚进入磁场时的速度为v0,cd边刚穿出磁场时的速度也为v0,则从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程(  )
A、线框有一阶段在做匀加速运动B、线框ab边在刚进入磁场时可能做加速运动C、线框ab边在刚穿出磁场时一定是先做减速运动D、线框中产生的热量为F(d+S+L)

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,光滑绝缘的斜面倾角为37°,一带电量为+q的小物体质量为m,置于斜面上,当沿水平方向加一如图所示的匀强电场时,小物体恰好处于静止状态,从某时刻开始,电场强度突然减为原来的
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,求:
(1)原来电场强度的大小
(2)当电场强度减小后物体沿斜面下滑距离为L时的动能.

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