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    (12分) 如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面倾角为θ。其下方O点处有一固定的正点电荷，电荷量为Q，OD⊥MN，OM=ON，质量为m、带负电的小滑块以初速度v1从M点沿斜面上滑，到达N点时速度恰好为零，然后又滑回到M点，速度大小变为v2。若小滑块带电量大小为q且保持不变，可视为点电荷。求：

    (1)N点的高度h；
    (2)若小滑块向上滑至D点处加速度大小为a，求小滑块与斜面间的摩擦因数μ。

    （1）（2）

    解析试题分析：(1)设小物块从M到N或N到M过程摩擦力做的功大小为Wf
    M和N在到点电荷距离相等即在同一个等势面上，所以电场力不做功，根据动能定理有
    M到N：                   （2分）
    N到M：                    （2分）
    解得：             （2分）
    根据几何关系有  （1分）
    经过O点，电场力与斜面垂直，沿斜面方向有
     
    垂直斜面方向
    滑动摩擦力
    解得： （1分）
    考点：动能定理 电场力做功

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （16分）如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑，半径R=0.2m，A与B的质量相等，A与B整体与桌面之间的动摩擦因数=0.2。取重力加速度g=10m/s2，求：

    （1）碰撞前瞬间A的速率v。
    （2）碰撞后瞬间A与B整体的速度。
    （3）A与B整体在桌面上滑动的距离L。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （15分）如图所示，MN与PQ为在同一水平面内的平行光滑金属导轨，间距l=0.5m，电阻不计，在导轨左端接阻值为R=0.6Ω的电阻．整个金属导轨置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=2T．将质量m=1kg、电阻r=0.4Ω的金属杆ab垂直跨接在导轨上．金属杆ab在水平拉力F的作用下由静止开始向右做匀加速运动．开始时，水平拉力为F0=2N．
    （1）求金属杆ab的加速度大小；
    （2）求2s末回路中的电流大小；
    （3）已知开始2s内电阻R上产生的焦耳热为6.4J，求该2s内水平拉力F所做的功．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （18分）一圆筒的横截面如图所示，其圆心为O。筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。圆筒下面有相距为d的平行金属板M、N，其中M板带正电荷，N板带等量负电荷。质量为m、电荷量为q的带正电粒子自M板边缘的P处由静止释放，经N板的小孔S以速度v沿半径SO方向射入磁场中，粒子与圈筒发生两次碰撞后仍从S孔射出，设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失，且电荷量保持不变，在不计重力的情况下，求：

    （1）M、N间电场强度E的大小；
    （2）圆筒的半径R；
    （3）保持M、N间电场强度E不变，仅将M板向上平移，粒子仍从M板边缘的P处由静止释放粒子自进入圆筒至从S孔射出期间，与圆筒的碰撞次数n。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （18分）如图所示,固定的凹槽水平表面光滑,其内放置U形滑板N,滑板两端为半径R="0.45" m
    的1/4圆弧面,A和D分别是圆弧的端点,BC段表面粗糙,其余段表面光滑,小滑块P1和P2的质量均为m,滑板的质量M=4m.P1和P2与BC面的动摩擦因数分别为μ1=0.10和μ2=0.40,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,开始时滑板紧靠槽的左端,P2静止在粗糙面的B点。P1以v0="4.0" m/s的初速度从A点沿弧面自由滑下,与P2发生弹性碰撞后,P1停在粗糙面B点上,当P2滑到C点时,滑板恰好与槽的右端碰撞并与槽牢固粘连,P2继续滑动,到达D点时速度为零,P1与P2可视为质点,取g="10" m/s2。问：

    （1）P2在BC段向右滑动时,滑板的加速度为多大？
    （2）BC长度为多少？N、P1和P2最终静止后,P1与P2间的距离为多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    有一匀强电场的场强为40N／C，在同一条电场线上有A、B两点，把质量为2×10-9kg，带电荷量为－1.5×10-8C的微粒从A点移到B点，电场力做1.5×10-6J的正功．求：
    （1）A、B两点间电势差UAB是多少？
    （2）A、B两点间距离是多少？
    （3）若微粒在A点具有与电场线同向的速度10m／s，在只有电场力作用的情况下，求经过B点的速度？

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （10分）如图甲，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B = 0.5T。质量为m的金属杆a b水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆a b，测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系如图乙所示。已知轨距为L = 2m，重力加速度g取l0m/s2，轨道足够长且电阻不计。
    （1）当R = 0时，求杆a b匀速下滑过程中产生感生电动势E的大小及杆中的电流方向；
    （2）求金属杆的质量m和阻值r；
    （3）当R = 4Ω时，求回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功W。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    如图所示，半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A。质量m=0.l0kg的小球与水平地面之间的动摩擦因数为μ=0.3，小球以初速度v0="7.0" m/s在水平地面上向左运动4.0m后，冲上竖直半圆环，最后小球落在C点，取重力加速度g="10" m/s2，求：

    （1）小球进入圆轨道通过A点时对轨道的压力；
    （2）小球经过B点时速度；
    （3）A、C间的距离；

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （20分）如图所示，电阻不计足够长的光滑平行金属导轨与水平面夹角θ=300，导轨间距l，所在平面的正方形区域abcd内存在有界匀强磁场，磁感应强度为B=0.2T，方向垂直斜面向上．甲、乙金属杆质量均为m=0.02kg、电阻相同，甲金属杆处在磁场的上边界，乙金属杆距甲也为l，其中l=0.4m．同时无初速释放两金属杆，此刻在甲金属杆上施加一个沿着导轨的外力F，保持甲金属杆在运动过程中始终与乙金属杆未进入磁场时的加速度相同．（取m/s2）

    （1）乙金属杆刚进入磁场后做匀速运动，分析甲金属杆所在的位置并计算乙的电阻R为多少？
    （2）以刚释放时t=0，写出从开始到甲金属杆离开磁场，外力F随时间t的变化关系，并说明F的方向．
    （3）若从开始释放到乙金属杆离开磁场，乙金属杆中共产生热量，试求此过程中外力F对甲做的功．

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