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14.如图所示,在水平放置的两块间距足够大的金属极板间,有一绝缘轻杆,轻杆两端各固定一质量均为m的小球,带电量分别-2q、+q两极板与分压器连接,当滑动触头P在如图所示位置时,轻杆恰能保持竖直状态匀速下降.则(  )
A.电源a端为正极
B.两极板间的电场强度为$\frac{2mg}{q}$
C.若要让轻杆向上运动,则滑片P应向下移动
D.若轻杆下降h,则电场力对轻杆两端小球做的功为-2mgh

分析 轻杆恰能保持竖直状态匀速下降,以两球整体为研究对象,根据平衡条件分析电场力方向,从而出判断电源的极性,并求得电场强度的大小.由功的计算公式求电场力做功.

解答 解:A、轻杆恰能保持竖直状态匀速下降,以两球整体为研究对象,整体所受的重力为2mg,方向竖直向下,由平衡条件可知,整体所受的电场力应竖直向上,整体总的电荷量为-q,所以电场强度方向向下,电源a端为正极,故A正确.
B、对整体,由平衡条件得 2mg=2qE-qE,得 E=$\frac{2mg}{q}$,故B正确.
C、若要让轻杆向上运动,应增加电场强度,由U=Ed知,应增大板间电压,所以滑片P应向上移动,故C错误.
D、若轻杆下降h,则电场力对轻杆两端小球做的功为 W=qEh-2qEh=-qEh=-2mgh,故D正确.
故选:ABD

点评 本题是带电体在电场中平衡问题,关键要正确分析受力情况,灵活选择研究对象.要注意判断电场力做功的正负.

练习册系列答案
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(1)游客对卡座的最大压力是其体重的多少倍?
(2)游客能体验到的最长失重时间为多长?
(3)下落速度最大时的前二秒内与后二秒内的位移之比是多少?

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5.如图甲所示,一物块在水平拉力的作用下由静止开始运动,物块速度与时间关系的v-t图象如图乙所示,已知物块的质量m=2kg,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g取10m/s2,则(  )
A.物块在位移x=1m时的速度大小为2m/s
B.物块在前2s时间内受到的拉力大小为4N
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D.物块在t=1s时受到的拉力的功率为6W

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2.如图甲所示,质量m=2.0kg的物块,在平行于斜面向上的拉力F作用下,从静止开始沿斜面向上运动,t=0.5s时撤去拉力.利用速度传感器得到其v-t图象)如图乙所示,取g=10m/s2.试求:

(1)2.0s内物块的位移大小和通过的路程.
(2)拉力F的大小.

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(1)小球与细杆之间的动摩擦因数;
(2)0~0.2s内风力F的大小;
(3)撤去风力F后,小球经多长时间返回底部.

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19.如图所示,在水平面MN的上方存在竖直向下的匀强电场,从空间某点A水平抛出质量为m、带电量为q的带正电粒子,在电场力的作用下经过时间t落到MN上的B点,测得A、B两点间的距离AB=L;若从A点水平抛出时的初速度增大到原来的3倍,则该粒子落到MN上的C点,测得A、C两点间的距离AC=$\sqrt{3}$L.不考虑带电粒子的重力和空气阻力,求:

(1)电场强度E的大小;
(2)带电粒子运动到C点时的速度大小.

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6.如图所示,水平桌面上有m,M两个物块,现用力F推物块m,使m,M在桌面上一起向右加速运动(  )
A.若桌面光滑,M、m间的相互作用力为$\frac{mF}{M+m}$
B.若桌面光滑,M、m间的相互作用力为$\frac{MF}{M+m}$
C.若桌面与M、m的动摩擦因数均为μ,M、m间的相互作用力为$\frac{MF}{M+m}$
D.若桌面与M、m的动摩擦因数均为μ,M、m间的相互作用力为$\frac{MF}{M+m}$+μMg

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3.如图所示,一根劲度系数为k的轻质弹簧,一端固定在倾角为θ的光滑斜面的底端档板
上.另一端与一个质量为m、带电荷量为+q的小球相连,整个装置放在竖直向下、场强为E的匀强电场中,当小球从斜面上由A点运动到B点的过程中(图中A、B两点未标出),弹簧的弹性势能增加了△Ep1,小球的重力势能减小了△Ep2,则下列说法中正确的是(  )
A.当弹簧的形变量为$\frac{mg+qE}{k}$sinθ时,小球的速度最大
B.当小球的速度为零时,系统的机械能可能最大
C.小球从A点运动到B点的过程中,动能的增量一定大于△E${\;}_{{p}_{2}}$-△E${\;}_{{p}_{1}}$
D.小球从A点运动到B点的过程中,小球的电势能一定增加$\frac{qE}{mg}$△E${\;}_{{p}_{2}}$

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4.实验小组为了探究物体在倾角不同的斜面上的运动情况,将足够长的粗糙木板的一端固定在水平地面上,使物体以大小相同的初速度v0由底端冲上斜面,每次物体在斜面上运动过程中斜面倾角θ保持不变.在倾角θ从0°逐渐增大到90°的过程中(  )
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B.物体的加速度先增大后减小
C.物体在斜面上能达到的最大位移先增大后减小
D.物体在斜面上能达到的最大位移先减小后增大

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