精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

在光滑绝缘的水平面上,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球ABA球的带电量为+2q,B球的带电量为-3q,组成一带电系统,如图所示,虚线MPAB两球连线的垂直平分线,虚线NQMP平行且相距4L。最初A和B分别静止于虚线MP的两侧,距MP的距离均为L,且A球距虚线NQ的距离为3L.若视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MP, NQ间加上水平向右的匀强电场E后。求:带电系统从开始运动到速度第一次为零所需时间以及B球电势能的变化量.

带电系统开始运动时,设加速度为a1,由牛顿第二定律:

 

B刚进入电场时,带电系统的速度为v1,有:

                求得: 

对带电系统进行分析,假设球A能达到右极板,电场力对系统做功为W1,有:

 

故带电系统速度第一次为零时,球A恰好到达右极板Q

设球B从静止到刚进入电场的时间为t1,则:

        解得:

B进入电场后,带电系统的加速度为a2,由牛顿第二定律:

  

显然,带电系统做匀减速运动。减速所需时间为t2,则有:

      求得:                

可知,带电系统从静止到速度第一次为零所需的时间为:

 

B球电势能增加了 6 Eq L

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

在光滑绝缘的水平面上,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B.A球的带电量为+2q,B球的带电量为-3q,组成一带电系统,如图所示.虚线MP为AB两球连线的垂直平分线,虚线NQ与MP平行且相距4L.最初A和B分别静止于虚线MP的两侧,距MP的距离均为L,且A球距虚线NQ的距离为3L.若视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MP,NQ间加上水平向右的匀强电场E后,则带电系统从开始运动到速度第一次为零B球电势能的变化量(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd,其边长为L,总电阻为R,放在磁感应强度为B.方向竖直向下的匀强磁场的左边,图中虚线MN为磁场的左边界.线框在恒力作用下向右运动,其中ab边保持与MN平行.当线框以速度v0进入磁场区域时,它恰好做匀速运动,求:
(1)线框刚进入磁场时ab边产生的感应电动势的大小为E;
(2)在线框进入磁场的过程中a、b两点的电势差;
(3)在线框进入磁场的过程中恒力所做的功.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,在光滑绝缘的水平面上固定两个等量负点电荷A和B,O点为AB连线的中点,C、D为AB连线上关于0点对称的两个点,且CO=OD=L.一带正电的可视为点电荷的小球以初速度v.从C点运动到D点.设O点的电势?0=0,取C点为坐标原点,向右为x轴的正方向,在下列中关于小球的电势能EP、小球的动能EK、电势?、电场强度E与小球运动的位移x变化的图象,可能正确的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,在光滑绝缘的水平面上,有一静止在A点质量为m=1×10-3kg、带正电的小球,现加一水平方向的匀强电场使小球由A点运动到B点,静电力做功为W=0.2J,已知A、B两点间距离为L=0.1m,电势差为UAB=20V,
(1)判断匀强电场的场强方向;
(2)求电场强度的大小;
(3)求小球的带电量;
(4)求小球到达B点时的速率.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网在光滑绝缘的水平面上有半圆柱形的凹槽ABC,截面半径为R=0.4m.空间有竖直向下的匀强电场,一个质量m=0.02kg,带电量q=+l.0×l0-3 C的小球(可视为质点)以初速度v0=4m/s从A点水平飞人凹槽,恰好撞在D点,D与O的连线与水平方向夹角为θ=53°,重力加速度取g=10m/s2,sin 53°=0.8.cos 53°=0.6,试求:
(1)小球从A点飞到D点所用的时间t;
(2)电场强度E的大小;
(3)从A点到D点带电小球电势能的变化量.

查看答案和解析>>

同步练习册答案