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放在绝缘光滑平面上的两个点电荷A、B,质量为分别为m和2m,将它们由静止释放.开始时,A、B相距为d,这时A的加速为a;经过一段时间后,B的加速度为a,速度为υ,A的速度为2υ,则这时A、B相距为______,这一过程中两电荷的系统的电势能改变量为______.
(1)质量不等异种点电荷,在光滑水平面相向运动.
当A的加速度为a时,AB间的库仑力为k
Qq
d2
=ma
,(1)
而当B的加速度为a时,AB间的库仑力为k
Qq
l2
=2ma
   (2)
由(1)(2)可得:l=
2
2
d

(2)根据能量的转化与守恒,两电荷的系统的电势能改变量等于它们动能的增加,即:EP=
1
2
m(2v)2+
1
2
?2m?v2=3mv2

故答案为:
2
2
d
;3mv2
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,电容器固定在一绝缘座上,绝缘座放在光滑水平面上,平行板电容器板间距离为d,电容为C,右极板有一个小孔,通过小孔有一长为
3
2
d
的绝缘杆,左端固定在左极板上,电容器板连同底座、绝缘杆总质量为M,给电容器充入电荷量Q后,有一质量为m的带电荷量为+q的环套在杆上以某一初速度v0对准小孔向左运动(M=3m).设带电环不影响电容器板间电场分布,电容器外部电场忽略不计,
带电环进入电容器后距左板最小距离为
d
2
,试求:
(1)带电环与极板间相距最近时的速度大小;
(2)若取左极板的电势为零,当环距左极板最近时环的电势能;
(3)带电环受到的电场力大小;
(4)带电环受到绝缘杆的摩擦力大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

如图甲所示,长方形金属框abcd(下面简称方框),各边长度为ac=bd=
l
2
、ab=cd=l,方框外侧套着一个内侧壁长分别为
l
2
及l的U型金属框架MNPQ(下面简称U型框),U型框与方框之间接触良好且无摩擦.两个金属框的质量均为m,PQ边、ab边和cd边的电阻均为r,其余各边电阻可忽略不计.将两个金属框放在静止在水平地面上的矩形粗糙绝缘平面上,将平面的一端缓慢抬起,直到这两个金属框都恰能在此平面上匀速下滑,这时平面与地面的夹角为θ,此时将平面固定构成一个倾角为θ的斜面.已知两框与斜面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力.在斜面上有两条与其底边垂直的、电阻可忽略不计,且足够长的光滑金属轨道,两轨道间的宽度略大于l,使两轨道能与U型框保持良好接触,在轨道上端接有电压传感器并与计算机相连,如图乙所示.在轨道所在空间存在垂直于轨道平面斜向下、磁感强度大小为B的匀强磁场.

(1)若将方框固定不动,用与斜面平行,且垂直PQ边向下的力拉动U型框,使它匀速向下运动,在U形框与方框分离之前,计算机上显示的电压为恒定电压U0,求U型框向下运动的速度多大;
(2)若方框开始时静止但不固定在斜面上,给U型框垂直PQ边沿斜面向下的初速度v0,如果U型框与方框最后能不分离而一起运动,求在这一过程中电流通过方框产生的焦耳热;
(3)若方框开始时静止但不固定在斜面上,给U型框垂直PQ边沿斜面向下的初速度3v0,U型框与方框将会分离.求在二者分离之前U型框速度减小到2v0时,方框的加速度.
注:两个电动势均为E、内阻均为r的直流电源,若并联在一起,可等效为电动势仍为E,内电阻为
r
2
的电源;若串联在一起,可等效为电动势为2E,内电阻为2r的电源.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,电容器同定在一个绝缘座上,绝缘座放在光滑水平面上,平行板电容器板间距离为d,右极板有一小孔,通过孔有一绝缘杆,左端固定在左极板上,电容器极板连同底座、绝缘杆总质景为M.给电容器充电后,有一质最为m的带正电环恰套在杆上以某一初速度V0对准小孔向左运动,设带电环不影响电容器板间电场的分布.带电环进入电容器后距左板的最小距离为的d/3,则带电环与左极扳相距最近时的速度v=
mv0
m+M
mv0
m+M
,过程中系统增加的电势能最大值为
1
2
mM
M+m
v
2
0
1
2
mM
M+m
v
2
0

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,电容器固定在一绝缘座上,绝缘座放在光滑水平面上,平行板电容器板间距离为d,电容为C,右极板有一个小孔,通过小孔有一长为
3
2
d
的绝缘杆、左端固定在左极板上,电容器极板连同底座、绝缘杆总质量为M,给电容器充入电荷量为Q后,有一质量为m的带电量为+q的环套在杆上以某一初速度v0对准小孔向左运动(M=3m)设带电环不影响电容器板间电场分布,电容器外部电场忽略不计,带电环进入电容器后距左板最小距离为
d
2
,试求:
(1)带电环与极板间相距最近时的速度.
(2)若取左极板的电势为零,当环距左极板最近时环的电势能.
(3)带电环受到绝缘杆的摩擦力.

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科目:高中物理 来源: 题型:

A、B、C是完全相同的金属小球,A的电量为+q,B的电量为+2q,C的电量为-4q,将它们放在同一光滑水平绝缘平面上,则(  )
A、它们能平衡,并且构成三角形B、他们能平衡,并且构成直线C、他们不可能同时平衡D、他们能平衡,可能构成三角形,可能构成直线

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