【題目】如圖所示在長為2L的絕緣輕質(zhì)細(xì)桿的兩端各連接一個質(zhì)量均為m的帶電小球A和B（可視為質(zhì)點(diǎn)，也不考慮二者間的相互作用力），A球帶正電、電荷量為+2q，B球帶負(fù)電.電荷量為-3q.現(xiàn)把A和B組成的帶電系統(tǒng)鎖定在光滑絕緣的水平面上，并讓A處于如圖所示的有界勻強(qiáng)電場區(qū)域MPQN（邊界MPNQ也在電場內(nèi)）內(nèi).已知虛線MP是細(xì)桿的中垂線，MP和NQ的距離為4L，勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為E，方向水平向右.現(xiàn)取消對A、B的鎖定，讓它們從靜止開始運(yùn)動.（忽略小球運(yùn)動中所產(chǎn)生的磁場造成的影響）

(1)求小球A、B運(yùn)動過程中的最大速度；

(2)小球A、B能否回到原出發(fā)點(diǎn)？若不能，請說明理由；若能，請求出經(jīng)過多長時間帶電系統(tǒng)又回到原地發(fā)點(diǎn).

【答案】(1) (2)

【解析】

(1)當(dāng)B球進(jìn)入電場后，合力向左，系統(tǒng)開始減速，故此時物體速度最大，對加速過程運(yùn)用動能定理列式求解即可；

(2)系統(tǒng)在B球進(jìn)入電場前做加速運(yùn)動，B球進(jìn)入電場后開始做減速運(yùn)動；返回過程先加速后減速，向右和向左的過程具有對稱性；由牛頓第二定律，求解出加速過程和減速過程的加速度，然后根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式和動能定理列式求解．

(1)帶電系統(tǒng)鎖定解除后，在水平方向上受到向右的電場力作用開始向右加速運(yùn)動，當(dāng)B進(jìn)入電場區(qū)時，系統(tǒng)所受的電場力為A、B的合力，因方向向左，從而做減速運(yùn)動，以后不管B有沒有離開右邊界，速度大小均比B剛進(jìn)入時小，故在B剛進(jìn)入電場時，系統(tǒng)具有最大速度.

設(shè)B進(jìn)入電場前的過程中，系統(tǒng)的加速度為a1，

由牛頓第二定律：2Eq＝2ma1 ①

B剛進(jìn)入電場時，系統(tǒng)的速度為vm，由 ②

可得 ③

(2)對帶電系統(tǒng)進(jìn)行分析，假設(shè)A能達(dá)到右邊界，電場力對系統(tǒng)做功為W1

則 ④

故系統(tǒng)不能從右端滑出，即：當(dāng)A剛滑到右邊界時，速度剛好為零，接著反向向左加速。由運(yùn)動的對稱性可知，系統(tǒng)剛好能夠回到原位置，此后系統(tǒng)又重復(fù)開始上述運(yùn)動.

設(shè)B從靜止到剛進(jìn)入電場的時間為t1，則 ⑤

設(shè)B進(jìn)入電場后，系統(tǒng)的加速度為a2，由牛頓第二定律 ⑥

顯然，系統(tǒng)做勻減速運(yùn)動，減速所需時間為t2，則有 ⑦

那么系統(tǒng)從開始運(yùn)動到回到原出發(fā)點(diǎn)所需的時間為 ⑧

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，物體 A 置于傾斜的傳送帶上，它能隨傳送帶一起向上或向下做勻速運(yùn)動，下 列關(guān)于物體 A 在上述兩種情況下的受力描述，正確的是( )

A. 物體 A 隨傳送帶一起向上運(yùn)動時，A 所受的摩擦力沿斜面向上

B. 物體 A 隨傳送帶一起向下運(yùn)動時，A 所受的摩擦力沿斜面向下

C. 物體 A 隨傳送帶一起向下運(yùn)動時，A 不受摩擦力作用

D. 無論 A 隨傳送帶一起向上還是向下運(yùn)動，傳送帶對物體 A 的作用力均相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在如圖(a)所示的電路中，、為規(guī)格相同的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖(b)所示，C是電容為100 μF的電容器，R是阻值為8 Ω的定值電阻，電源E的內(nèi)阻為1 Ω，電路穩(wěn)定后，通過L1的電流為0.2 A，下列結(jié)果正確的是(　　)

A. 的電功率為0.2 W

B. 的電阻為6 Ω

C. 電源的效率為80％

D. 電容器的帶電量為2.4×10-4 C

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示電路中，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，R1為滑動變阻器，R2為定值電阻，電流表和電壓表均為理想電表，閉合電鍵S，當(dāng)滑動變阻器R1的滑動觸頭P向右滑動時，電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電流表示數(shù)變化量的大小為△I、電壓表V、V1和V2示數(shù)變化量的大小分別為△U、△U1和△U2，下列說法錯誤的是( )

A. B. 變小 C. 不變 D. 不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻，器材如下：

A．待測電壓表(量程3V，內(nèi)阻未知)一塊

B．電流表(量程3A，內(nèi)阻0.01Ω)一塊

C．定值電阻(阻值5kΩ，額定電流0.5A)一個

D．電池組(電動勢小于3V，內(nèi)阻可忽略)一個

E．多用電表一塊

F．開關(guān)兩只

G．導(dǎo)線若干

有一同學(xué)利用上面所給器材，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作：

(1)用多用電表進(jìn)行粗測：多用電表電阻擋有3種倍率，分別是×100Ω、×10Ω和×1Ω.該同學(xué)選擇×10Ω倍率，用正確的操作方法測量時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太小．為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，應(yīng)選擇________倍率．換擋后，應(yīng)注意________．若重新測量的結(jié)果如圖所示，那么測量結(jié)果大約是________．

(2)為了更準(zhǔn)確地測出該電壓表內(nèi)阻的大小，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖(甲)、(乙)兩實(shí)驗(yàn)電路．你認(rèn)為其中較合理的是________(填“甲”或“乙”)電路．其理由是________．

(3)用你選擇的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，需要直接測量的物理量是________．

用上述所測各量表示電壓表內(nèi)阻，其表達(dá)式應(yīng)為RV＝________.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】兩個質(zhì)點(diǎn)A、B放在同一水平面上，同時由靜止開始從同一位置沿相同方向做直線運(yùn)動，其運(yùn)動的v-t圖象如圖所示。對A、B運(yùn)動情況的分析，下列說法正確的是

A. A,B加速時的加速度大小之比為2:1

B. A,B減速時的加速度大小之比為1:1

C. 在t＝5t0時，A、B相距最遠(yuǎn)

D. 在t＝6t0時，A、B相遇

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)用下圖所示裝置測定重力加速度的大小，已知打點(diǎn)的頻率為50Hz，請回答：

（1）除打點(diǎn)計(jì)時器、紙帶、重物、鐵架臺、夾子、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的器材中，還必須使用的有____________（填選項(xiàng)代號）。

A．電壓為6V以下的交流電源 B．電壓為220V的交流電源

C．刻度尺 D．秒表

（2）打出的紙帶如下圖所示，可以判斷實(shí)驗(yàn)時重物連接在紙帶的________端．(選填“左”或“右”)

（3）根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶，可以從紙帶上直接測得的物理量是 ____________

A． 加速度 B．速度 C． 位移 D．平均速度

（4）已知紙帶上記錄的點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時器連續(xù)打的點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時器在打C點(diǎn)時物體的瞬時速度大小為_______m/s，所測得的重力加速度大小為______m/s2．（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】矩形滑塊由不同材料的上、下兩層粘在一起組成，將其放在光滑的水平面上，如圖所示．質(zhì)量為的子彈以速度水平射向滑塊．若射擊上層，則子彈剛好不穿出；如圖甲所示：若射擊下層，整個子彈剛好嵌入，如圖乙所示．則比較上述兩種情況比較，以下說法正確的是：（ ）

A. 兩次子彈對滑塊做功一樣多

B. 兩次滑塊所受沖量一樣大

C. 子彈擊中上層過程中產(chǎn)生的熱量多

D. 子彈嵌入下層過程中對滑塊做功多

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（1） “研究平拋物體的運(yùn)動”實(shí)驗(yàn)的裝置如下圖所示，在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)將斜槽直至末端切線 ，實(shí)驗(yàn)時保證小球每次必須從斜面上的 由靜止開始釋放。

（2）某次實(shí)驗(yàn)記錄由于沒有記錄拋出點(diǎn)，數(shù)據(jù)處理時選擇A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)（0，0），結(jié)合實(shí)驗(yàn)中重錘的情況確定坐標(biāo)系，上圖中背景方格的邊長均為0.05m，取g=l0m/s2，小球運(yùn)動中水平分速度的大小是 m/s，小球經(jīng)過B點(diǎn)時的速度大小是 m/s，小球平拋運(yùn)動拋出點(diǎn)的x軸坐標(biāo)為 m。

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