如圖所示,帶正電的點(diǎn)電荷O固定,另有兩個(gè)質(zhì)量相等、電荷量相同的點(diǎn)電荷A、B分別在點(diǎn)電荷O的電場(chǎng)力作用下沿1、2兩軌道運(yùn)動(dòng),其中電荷A沿半徑為r的圓周軌道1以速率vA運(yùn)動(dòng);電荷B沿橢圓軌道2運(yùn)動(dòng),橢圓軌道到O的最遠(yuǎn)距離為2r,電荷經(jīng)過(guò)橢圓最遠(yuǎn)點(diǎn)時(shí)的速率是vB;兩軌道相切于C點(diǎn),若不考慮A、B間的相互作用,則( 。
分析:兩電荷都受庫(kù)侖力,并提供向心力.所以兩電荷均帶負(fù)電.
電荷A沿半徑為r的圓周軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng).
電荷B沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng),離點(diǎn)電荷O近的速率大于遠(yuǎn)的速率.
根據(jù)離心和向心運(yùn)動(dòng)的條件判斷速率的關(guān)系.
解答:解:A、因兩電荷A、B分別在O點(diǎn)的正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)力作用下沿1、2兩軌道運(yùn)動(dòng),這個(gè)電場(chǎng)力只能是靜電引力,故A正確.
B、根據(jù)靜電引力提供向心力
KqQ
r2
=
mv2
r
=ma得a=
v2
r
、v=
KqQ
mR
,
電荷A沿1軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度aA=
v
2
A
r
,速率vA=vC1=
KqQ
mr
;
如果電荷B 在C點(diǎn)繞O做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其速率vC2′=vC1=
KqQ
mr
,
若電荷B 在圖示位置繞O做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其速率vB′=
KqQ
2mr
,而電荷B因?qū)嶋H做橢圓運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)圖示位置后可視為做“向心”運(yùn)動(dòng),所以 vB<vB′=
KqQ
2mr
<vA=
KqQ
mr
;故B錯(cuò)誤,D正確.
C、經(jīng)過(guò)C點(diǎn)后可視為做“離心”運(yùn)動(dòng),所以 vC1>vC2′=vC1,故C錯(cuò)誤,
故選AD.
點(diǎn)評(píng):此題把天體運(yùn)動(dòng)模型運(yùn)用在電荷的運(yùn)動(dòng)中,同時(shí)考查了牛頓第二定律、庫(kù)侖定律、向心加速度等公式,不僅要求能熟練掌握公式,還要求能對(duì)天體的運(yùn)動(dòng)熟悉掌握.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,帶正電的甲球固定在足夠大的光滑絕緣水平面上的A點(diǎn),其帶電量為Q;質(zhì)量為m、帶正電的乙球在水平面上的B點(diǎn)由靜止釋放,其帶電量為q;A、B兩點(diǎn)間的距離為l0.釋放后的乙球除受到甲球的靜電力作用外,還受到一個(gè)大小為F=
kQq4l02
(k為靜電力常數(shù))、方向指向甲球的恒力作用,兩球均可視為點(diǎn)電荷.
(1)求乙球在釋放瞬間的加速度大;
(2)求乙球的速度最大時(shí)兩個(gè)電荷間的距離;
(3)若乙球運(yùn)動(dòng)的最大速度為vm,試求乙球從開始運(yùn)動(dòng)到速度為vm的過(guò)程中電勢(shì)能的變化量;
(4)請(qǐng)定性地描述乙球在釋放后的運(yùn)動(dòng)情況(說(shuō)明速度的大小變化及運(yùn)動(dòng)方向的情況).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,帶正電的點(diǎn)電荷固定于Q點(diǎn),電子在庫(kù)侖力作用下,做以Q為一焦點(diǎn)的橢圓運(yùn)動(dòng).M、P、N為橢圓上的三點(diǎn),P點(diǎn)是軌道上離Q最近的點(diǎn).電子在從M經(jīng)P到達(dá)N點(diǎn)的過(guò)程中(  )

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,帶正電的點(diǎn)電荷固定于Q點(diǎn),電子在庫(kù)侖力的作用下沿順時(shí)針?lè)较蜃鲆訯點(diǎn)為焦點(diǎn)的橢圓運(yùn)動(dòng),O為橢圓的中心,M、P、N為橢圓上的三點(diǎn),M和N分別是軌道上離Q點(diǎn)最近和最遠(yuǎn)的點(diǎn),則電子在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中(  )

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,帶正電的粒子只在電場(chǎng)力的作用下從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),則它在B點(diǎn)時(shí)和在A點(diǎn)時(shí)相比較(  )
A、加速度和動(dòng)能都增大B、加速度和動(dòng)能都減小C、動(dòng)能增大,加速度減小D、動(dòng)能減小,加速度增大

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