如圖所示，一豎直固定且光滑絕緣的直圓筒底部放置一可視為點電荷的場源電荷A，其電荷量Q=+4×10-3C，場源電荷A形成的電場中各點的電勢表達式為φ=k
Q
r
，其中k為靜電力恒量，r為空間某點到場源電荷A的距離．現(xiàn)有一個質(zhì)量為m=0.1kg的帶正電的小球B，它與A球間的距離為a=0.4m，此時小球B處于平衡狀態(tài)，且小球B在場源電荷A形成的電場中具有的電勢能的表達式為?p=k
Qq
r
，其中r為q與Q之間的距離．另一質(zhì)量為m的不帶電絕緣小球C從距離B的上方H=0.8m處自由下落，落在小球B上立刻與小球B粘在一起以2m/s的速度向下運動，它們到達最低點后又向上運動，向上運動到達的最高點為P．（取g=10m/s2，k=9×109N?m2/C2），求
（1）小球C與小球B碰撞前的速度v0的大��？小球B的帶電量q為多少？
（2）小球C與小球B一起向下運動的過程中，最大速度為多少？
（1）小球C自由下落H距離的速度：v0=
2gH
=4m/s
小球B在碰撞前處于平衡狀態(tài)，對B球由平衡條件知：mg=k
qQ
a2

代入數(shù)據(jù)得：q=
4
9
×10-8C
（2）設(shè)當(dāng)B和C向下運動的速度最大時，與A相距x，對B和C整體，由平衡條件得：
2mg=k
qQ
x2

代入數(shù)據(jù)得：x=0.28m
由能量守恒得：
1
2
×2mv2+k
Qq
a
=
1
2
×2m
v2m
-2mg(a-x)+k
Qq
x

代入數(shù)據(jù)得vm=2.16m/s
答：（1）小球C與小球B碰撞前的速度v0的大小為4m/s；小球B的帶電量q為
4
9
×10-8C；
（2）小球C與小球B一起向下運動的過程中，最大速度為2.16m/s．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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如圖所示，光滑絕緣的水平面上M、N兩點各放一電荷量分別為+q和+2q，完全相同的金屬球A和B，給A和B以大小相等的初動能E0（此時動量大小均為p0）使其相向運動剛好能發(fā)生碰撞，碰后返回M、N兩點時的動能分別為E1和E2，動量大小分別為p1和p2，則
A．E1=E2=E0p1=p2=p0
B．E1=E2＞E0p1=p2＞p0
C．碰撞發(fā)生在M、N中點的左側(cè)
D．兩球不同時返回M、N兩點

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

在電場中把1.0×10-9C的正電荷從A點移到B點，靜電力做功2.5×10-7j，再把這個電荷從B點移到C點，靜電力做功-4.0×10-7j．運用相關(guān)公式求：
（1）A、B間，B、C間，A、C間的電勢差各是多大？
（2）A、B、C三點中哪點電勢最高？哪點電勢最低？
（3）把-2.5×10-9C的電荷從A點移到B點，靜電力做多少功？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖是一簇沿水平向左平行且等距的電場線，現(xiàn)有一帶電量大小為1.0×10-6C的液滴從靜止開始由b沿直線運動到d，且bd與豎直方向所夾的銳角為45°，電場力做功為4.0×10-6J，已知b，d兩點的距離為4cm．（g=10m/s2）求：
（1）b、d兩點間的電勢差
（2）勻強電場的大小
（3）液滴運動到d點時的速度．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，勻強電場的場強E=4.0×104N/C，沿電場線方向有A、B兩點，A、B兩點間的距離x=20cm．將正電荷量q=+2.0×10-8C的點電荷從A點移至B點．求：
（1）電荷所受電場力F的大��；
（2）電荷從A點移至B點的過程中，電場力所做的功W．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，在勻強電場中分布著A、B、C三點，且BC=20cm．當(dāng)把一個電荷量q=10-5C的正電荷從A點沿AB線移到B點時，電場力做功為零．從B點移到C點時，電場力做功為-
3
×10-3J，則電場的方向為______，場強的大小為______．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，在地面上方有一個勻強電場，在該電場中取點O作為圓心，以R=10cm為半徑，在豎直平面內(nèi)做一個圓，圓平面平行于勻強電場的電場線，在O點固定一個電荷量為Q=-5×10-4C的電荷．當(dāng)把一個質(zhì)量為m=3g，電荷量為q=2×10-10C帶電小球放在圓周上的a點時（a點為圓周上最左的點），它恰好能靜止不動，．若將帶電小球從a點緩慢移到圓周上最高點b，外力做功W=______J．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，兩帶電平行板A、B間的電壓為U=64V，兩板相距d=0.16m，板長L=0.30m．一帶電量q=1.0×10-16C、質(zhì)量m=1.0×10-22kg的粒子沿平行于極板的方向從兩板的正中間射入電場，向著B板偏轉(zhuǎn)．不計帶電粒子所受重力．求：
（1）要使粒子能飛出電場，粒子進入電場時的速度v0至少要多大？
（2）粒子剛好能飛出電場時，速度偏轉(zhuǎn)角的正切值tanθ．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在O點置一點電荷Q，以O(shè)為圓心作一圓．現(xiàn)將一試探電荷q從A分別移到圓上的B、C、D三點，則電場力做功（　　）
A．移到B的過程做功最多B．移到C的過性做功最多
C．移到D的過程做功最多D．三個過程一樣多

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