如圖所示,一半徑為R的光滑圓環(huán),豎直放在水平向右的勻強電場中,勻強電場的電場強度大小為E.環(huán)上a、c是豎直直徑的兩端,b、d是水平直徑的兩端,質(zhì)量為m的帶電小球套在圓環(huán)上,并可沿環(huán)無摩擦滑動,已知小球自a點由靜止釋放,沿abc運動到d點時速度恰好為零,由此可知小球所受重力
等于
等于
(選填“大于”、“小于”或“等于”)帶電小球所受的靜電力.小球在
b
b
(選填“a”、“b”、“c”或“d”)點時的電勢能最小.
分析:根據(jù)動能定理,合力做的功等于動能的增加量得出小球所受重力和帶電小球所受的靜電力的關(guān)系.
根據(jù)電場力做功和電勢能的變化關(guān)系,判斷小球在哪個點時的電勢能最。
解答:解:根據(jù)動能定理,合力做的功等于動能的增加量;
從a到d過程,有:mg?R-qE?R=0
解得  qE=mg
即電場力與重力大小相等,
根據(jù)功能關(guān)系,電場力做正功,電勢能減小,電場力向左,故運動到b點時電場力做的功最多,
所以電勢能減小的最多,即小球在b點時的電勢能最。
故答案為:等于   b
點評:本題根據(jù)電場力做功判斷電勢能的變化,根據(jù)合力做功判斷動能的變化,難點在于運用類比的方法確定動能最大的位置.
練習冊系列答案
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如圖所示,一半徑為r的圓形導線框內(nèi)有一勻強磁場,磁場方向垂直于導線框所在平面,導線框的左端通過導線接一對水平放置的平行金屬板,兩板間的距離為d,板長為l,t=0時,磁場的磁感應(yīng)強度B從B0開始均勻增大,同時,在兩板中間OO′直線上的左端位置有一質(zhì)量為m、帶電量為+q的液滴以初速度v0水平向右射入兩板間,該液滴可視為質(zhì)點.(用g表示重力加速度)求:
(1)要使該液滴能沿OO′直線射出,磁感應(yīng)強度的變化率?
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求:(1)小球落地點C與A的距離.
(2)小球在A的速度大。
(3)小球?qū)點的壓力大小.

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[附加題]如圖所示,一半徑為R的絕緣圓形軌道豎直放置,圓軌道最低點與一條水平軌道相連,軌道都是光滑的.軌道所在空間存在水平向右的勻強電場,場強為E.從水平軌道上的A點由靜止釋放一質(zhì)量為m、帶正電為q的小球,為使小球剛好能到達圓環(huán)最高點;求釋放點A距圓軌道最低點B的距離s.

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(2013?威海模擬)如圖所示,一半徑為R=0.2m的豎直粗糙圓弧軌道與水平地面相接于B點,C、D兩點分別位于軌道的最低點和最高點.距地面高度為h=0.45m的水平臺面上有一質(zhì)量為m=1kg可看作質(zhì)點的物塊,物塊在水平向右的恒力F=4N的作用下,由靜止開始運動,經(jīng)過t=2s時間到達平臺邊緣上的A點,此時撤去恒力F,物塊在空中運動至B點時,恰好沿圓弧軌道切線方向滑入軌道,物塊運動到圓弧軌道最高點D時對軌道恰好無作用力.物塊與平臺間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,空氣阻力不計,取 g=10m/s2.求
(1)物塊到達A點時的速度大小vA
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科目:高中物理 來源: 題型:

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