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【题目】在水平向右的匀强电场中,有一绝缘直杆固定在竖直平面内,杆与水平方向夹角为53°,杆上AB两点间距为L。将一质量为m、带电量为q的带正电小球套在杆上,从A点以一定的初速度释放后恰好沿杆匀速下滑。已知匀强电场的场强大小为E= 。求:

(1)轨道与小球间的动摩擦因数μ

(2)从A点运动到B点过程中,小球电势能的变化量。

(sin53°=0.8,重力加速度为g

【答案】(1)0.29(2)0.45 mgL

【解析】试题分析:对小球受力分析,受重力、电场力、摩擦力和弹力作用,根据平衡方程求出动摩擦因数;根据功能关系求出电势能的变化量。

(1)圆环的受力情况如图所示

其中,电场力F=Eq

沿杆方向: mgsin53°= Eqcos53°+f

垂直于杆方向: Eqsin53°+ mgcos53°= N

得:f = mgsin53°- Eqcos53°=0.35mg

N= Eqsin53°+ mgcos53°=1.2 mg

根据: 将相应数据代入解得:μ≈0.29

(2)克服电场力做功为:

带电小球克服电场力做功,电势能增加,增加量为0.45 mgL

练习册系列答案
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【题目】物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能.若取两物体相距无穷远时的引力势能为零,一个质量为m0的质点距质量为M0的引力中心为r0时,其万有引力势能 (式中G为引力常数).一颗质量为m的人造地球卫星以半径为r1圆形轨道环绕地球飞行,已知地球的质量为M,要使此卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径增大为r2,则在此过程中

A. 卫星势能增加了

B. 卫星动能减少了

C. 卫星机械能增加了

D. 卫星上的发动机所消耗的最小能量为

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【题目】验证机械能守恒定律的实验中,小明同学利用传感器设计实验如图甲 所示,将质量为 、直径为的金属小球在一定高度 由静止释放,小球正下方固定一台红外线计时器,能自动记录小球挡住红外线的时间,改变小球下落高度,进行多次 重复实验。此方案验证机械能守恒定律方 便快

1)用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示,则小球的直径d=________

2)为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒,应作下列_______图象。

A 图象 B 图象 C 图象 D 图象

3)经正确的实验操作,小明发现小球动能增加量总是稍小于重力势能减少量,你认为增加释放高度后,两者的差值会_______增大减小不变)。

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【题目】如图所示,半径 R=1.6m 光滑圆弧轨道位于竖直平面内,与长 L=3m 的绝缘水平传送带平滑连接,传送带以=3m/s 的速度顺时针转动,传送带右侧空间存在互相垂 直的匀强电场和匀强磁场,电场强度 E=20N/C,磁感应强度 B=3.0T,方向垂直纸面向外。两 个质量均为 的物块 a b,物块 a 不带电,b 的正电并静止于圆 弧轨道最低点,将 a 物块从圆弧轨道顶端由静止释放,运动到最低点与 b 发生正碰,碰撞时间极短,碰后粘合在一起,离开传送带后一起飞入复合场 中,最后以与水平成角落在地面上的 P 点(如图), 已知两物块与传送带之间的动摩擦因数均为μ=0.1,取 g=10ab 均可看做质点。求:

1)物块 a 运动到圆弧轨道最低点时对轨道的压力;

2)传送带距离水平地面的高度;

3)两物块碰撞后到落地前瞬间的运动过程中,ab系统机械能的变化量。

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【题目】一列简谐横波沿x轴传播,P为x= 1m处的质点,振动传到P点开始计时,P点的振动图像如图甲所示.图乙为t=0.6 s时的波动图像,则下列说法正确的是___________

A.这列波的频率为2.5Hz

B.这列波的向左传播

C.这列波的波速为10m/s

D.这列波的波源的初始振动方向向下

E.这列波的P点由图乙位置开始在0.2s时间内通过的路程为2m

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【题目】如图,汽车以一定的初速度连续爬两段倾角不同的斜坡accd,在爬坡全过程中汽车保持某恒定功率不变,且在两段斜面上受到的摩擦阻力大小相等.已知汽车在经过bc 段时做匀速运动,其余路段均做变速运动.以下描述该汽车运动全过程vt 图中,可能正确的是

A.

B.

C.

D.

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【题目】如图所示,PQNM是由粗裸导线连接两个定值电阻组合成的闭合矩形导体框,水平放置,金属棒abPQMN垂直,并接触良好.整个装置放在竖直向下的匀强磁场中,磁感强度B=0.4T.已知ab有效长度为L=0.5m,电阻R1=2ΩR2=4Ω,其余电阻均忽略不计,若使abv=5m/s的速度向右匀速运动,作用于ab的外力大小为多少?R1R2上消耗的电热功率分别为多大?(不计摩擦)

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【题目】关于重力势能,以下说法正确的是(  )

A. 重力势能的大小是相对的

B. 重力势能的变化量跟物体运动路径无关

C. 如果一个物体克服重力做功8J,则它的重力势能就减少8J

D. 如果选同一个参考平面,甲、乙的重力势能分别为9J-9J,则两个重力势能的大小是相等的

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【题目】如图所示,质量m1=0.1kg,电阻Rl=0.3Ω,长度l=0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上.框架质量m2=0.2kg,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数=0.2,相距0.4mMM’、NN相互平行,电阻不计且足够长.MN电阻R2=0.1Ω且垂直于MM.整个装置处于竖直向上的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中.垂直于ab施加F=2N的水平恒力,ab从静止开始无摩擦地运动,始终与MM’、NN保持良好接触.当ab运动到某处时,框架开始运动.设框架与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g10m/s2.求:

(1)框架开始运动时导体棒ab的加速度a 的大小;

(2)框架开始运动时导体棒ab的速度v 的大小;

(3)从导体棒ab开始运动到框架开始运动的过程中,MN上产生的热量Q=0.1J,该过程通过导体棒ab的电量的大小.

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