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(10分)电荷量为q=1×10-4C的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上,所在空间存在沿水平方向的匀强电场,场强E与时间t的关系及物块速度v与时间t的关系如图所示。若重力加速度g取10 m/s2,求:(1)物块的质量m以及物块与水平面之间的动摩擦因数;(2)物块运动2s过程中,其电势能的改变量。

试题分析:(1)由图可知,第1s物块做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有
qE1-μmg=ma,     (2分)
由图线知a=2m/s2   
1s后物块做匀速运动,由平衡条件有    
qE2=μmg 
q(E1-E2)="ma"      (2分)         
代入数据解得:m=0.5kg
μ=qE2/mg="0.4"          (1分)
(2)物块在第1s的位移为 m    (1分)    
物块在第2s的位移为 m   (1分)    
电场力做正功     (2分) 
所以,物块的电势能减少7J。 (1分)
点评:带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同.先分析受力情况再分析运动状态和运动过程(平衡、加速、减速,直 线或曲线),然后选用恰当的规律解题.解决这类问题的基本方法有两种,第一种利用力和运动的观点,选用牛顿第二定律和运动学公式求解;第二种利用能量转化 的观点,选用动能定理和功能关系求解.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(13分)如图所示,一质量为m的带电量为q的小球,用长为L的绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,静止时悬线与竖直方向成θ=370角。(重力加速度为g,cos370=0.8,sin370=0.6)

(1)判断小球带何种电荷。
(2)求电场强度E。
(3)在图示位置,若将细线突然剪断,小球做何种性质的运动?求加速度a的大小。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

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(1)求此区域内电场强度的大小和方向。
(2)若某时刻微粒在场中运动到P点时,速度与水平方向的夹角为60°,且已知P点与水平地面间的距离等于其做圆周运动的半径。求该微粒运动到最高点时与水平地面间的距离。
(3)当带电微粒运动至最高点时,将电场强度的大小变为原来的1/2(不计电场变化对原磁场的影响),且带电微粒能落至地面,求带电微粒落至地面时的速度大小。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

在互相垂直的匀强磁场和匀强电场中固定放置一光滑的绝缘斜面,其倾角为θ,设斜面足够长,磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,电场方向竖直向上,如图所示。一质量为m带电量为q的小球静止放在斜面的最高点A,小球对斜面的压力恰好为零。在释放小球的同时,将电场方向迅速改为竖直向下,电场强度大小不变.
(1)小球沿斜面下滑的速度v为多大时,小球对斜面的正压力再次为零?
(2)小球从释放到离开斜面一共历时多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,有一带电小球,从两竖直的带电平行板上方某高度处自由落下,两板间匀强磁场方向垂直纸面向外,则小球通过电场、磁场空间时
A.可能做匀加速直线运动B.一定做曲线运动
C.只有重力做功D.电场力对小球一定做正功

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)如图所示,一倾角为θ=37o的绝缘斜面高度为h=3m,底端有一固定挡板,整个斜面置于水平向右匀强电场中,场强E=1×106N/C.现有一质量为m=0.2kg,电荷量为q=-1×10-6C的小物体,沿斜面顶端从静止开始下滑,小物体与斜面间的动摩擦因数为µ=0.2,且小物体与挡板碰撞时不损失机械能(g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)求:

(1)小物体第一次与挡板碰撞前瞬间的动能;
(2)小物体从静止开始下滑到最后停止运动通过的总路程s.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分) 如图所示,间距l=0.3 m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内.在水平面a1b1b2a2区域内和倾角θ=37°的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1=0.4 T,方向竖直向上和B2=1 T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场.电阻R=0.3 Ω、质量m1=0.1 kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上,S杆的两端固定在b1、b2点,K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好.一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂,绳上穿有质量m2=0.05 kg的小环.已知小环以a=6 m/s2的加速度沿绳下滑,K杆保持静止,Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动.不计导轨电阻和滑轮摩擦,绳不可伸长.取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.

求(1)小环所受摩擦力的大小;
(2)Q杆所受拉力的瞬时功率.

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A.该带电质点一定带正电荷
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C.a点的电场强度小于b点的电场强度
D.质点在b点所受到的合力一定为零

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(2009年高考福建理综卷改编)如图9-3-14所示,固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中.一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直).设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g.则此过程(  )

图9-3-14
A.杆的速度最大值为
B.流过电阻R的电量为
C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量
D.恒力F做的功与安培力做的功之和等于杆动能的变化量

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