【題目】如圖所示,帶正電的A球固定在足夠大的光滑絕緣斜面上,斜面的傾角α=37°,其帶電量Q= ×10﹣5C;質(zhì)量m=0.1kg、帶電量q=+1×10﹣7C的B球在離A球L=0.1m處由靜止釋放,兩球均可視為點(diǎn)電荷.(靜電力恒量k=9×109Nm2/C2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)A球在B球釋放處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向;
(2)B球的速度最大時(shí)兩球間的距離;
(3)若B球運(yùn)動(dòng)的最大速度為v=4m/s,求B球從開始運(yùn)動(dòng)到最大速度的過(guò)程中電勢(shì)能怎么變?變化量是多少?
【答案】
(1)解: A球在B球釋放處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小 E=k =9×109× =2.4×107N/C;
方向沿斜面向上.
答:A球在B球釋放處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小是2.4×107N/C,方向沿斜面向上.
(2)當(dāng)靜電力等于重力沿斜面向下的分力時(shí)B球的速度最大,
即:F=k =mgsinα
解得 r=0.2m
答:B球的速度最大時(shí)兩球間的距離是0.2m.
(3)由于r>L,可知,兩球相互遠(yuǎn)離,則B球從開始運(yùn)動(dòng)到最大速度的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能變。
根據(jù)功能關(guān)系可知:B球減小的電勢(shì)能等于它動(dòng)能和重力勢(shì)能的增加量,所以B球電勢(shì)能變化量為:
△Ep=[ mv2+mg(r﹣L)sinα]
解得,△Ep=0.86J
答:B球從開始運(yùn)動(dòng)到最大速度的過(guò)程中電勢(shì)能變小,變化量是0.86J.
【解析】(1)根據(jù)點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)公式求解。
(2)小球速度最大時(shí)重力沿斜面向下的分力與電場(chǎng)力平衡。
(3)B球減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為自身的動(dòng)能和重力勢(shì)能。
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)點(diǎn),需要掌握應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮初、末狀態(tài),沒有守恒條件的限制,也不受力的性質(zhì)和物理過(guò)程的變化的影響.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時(shí)間的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,都可以用動(dòng)能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械能守恒定律簡(jiǎn)捷才能正確解答此題.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】閉合回路的磁能量Φ隨時(shí)間t變化圖象分別如圖所示,關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的論述,其中不正確的是( )
A.圖甲的回路中沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
B.圖乙的回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變
C.圖丙的回路中0~t1時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小于t1~t2時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
D.圖丁的回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變大,再變小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,豎直面(紙面)內(nèi)的矩形abcd區(qū)域里有水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),ab水平,O是cd的中點(diǎn).若將一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電的小球在矩形區(qū)域里由靜止釋放,小球的速度與豎直方向夾角為37°.現(xiàn)將該小球從O點(diǎn)以初速度v0豎直向上拋出(不計(jì)空氣阻力,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度為g)
(1)小球從拋出點(diǎn)至最高點(diǎn)的過(guò)程中,恰好不出矩形區(qū)域,求ab和bc的長(zhǎng)度;
(2)小球從拋出點(diǎn)至最高點(diǎn)的過(guò)程中,求電勢(shì)能的改變量.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某小型發(fā)電站的發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓為500V,輸出電功率為50kW,如果用電阻為3Ω的輸電線向遠(yuǎn)處用戶送電,這時(shí)用戶獲得的電壓和電功率是多少?假如,要求輸電線上損失的電功率是輸送功率的0.6%,則發(fā)電站要安裝一個(gè)升壓變壓器,到達(dá)用戶前再用降壓變壓器變?yōu)?20V供用戶使用,不考慮變壓器的能量損失,這兩個(gè)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比各是多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖空間存在兩個(gè)相鄰的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等方向相反的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),其寬度均為L(zhǎng),現(xiàn)將寬度也為L(zhǎng)的矩形閉合線圈從圖示位置垂直磁場(chǎng)方向勻速拉過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,則在該過(guò)程中能正確反映線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流或其所受安培力隨時(shí)間變化的圖象是:(規(guī)定線圈中逆時(shí)針為電流正方向,線圈受安培力方向向左為正方向)( )
A.
B.
C.
D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某實(shí)驗(yàn)小組打算制作一個(gè)火箭.甲同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)火箭質(zhì)量為m,可提供恒定的推動(dòng)力,大小為F=2mg,持續(xù)時(shí)間為t.乙同學(xué)對(duì)甲同學(xué)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了改進(jìn),采用二級(jí)推進(jìn)的方式,即當(dāng)質(zhì)量為m的火箭飛行經(jīng)過(guò) 時(shí),火箭丟棄掉 的質(zhì)量,剩余 時(shí)間,火箭推動(dòng)剩余的 繼續(xù)飛行.若采用甲同學(xué)的方法火箭最高可上升的高度為h,則采用乙同學(xué)的方案火箭最高可上升的高度為多少?(重力加速度取g,不考慮燃料消耗引起的質(zhì)量變化)( )
A.1.5h
B.2h
C.2.75h
D.3.25h
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【題目】正三角形導(dǎo)線框abc固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示.規(guī)定垂直紙面向里為磁場(chǎng)的正方向,abca的方向?yàn)榫框中感應(yīng)電流的正方向,水平向右為安培力的正方向.關(guān)于線框中的電流i與ab邊所受的安培力F隨時(shí)間t變化的圖象,下列選項(xiàng)正確的是( 。
A.
B.
C.
D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】置于光滑水平面上的A、B兩球質(zhì)量均為m,相隔一定距離,兩球之間存在恒定斥力作用,初始時(shí)兩球均被鎖定而處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)同時(shí)給兩球解除鎖定并給A球一沖量I,使之沿兩球連線射向B球,B球初速度為零,在之后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中兩球始終未接觸,試求:
①兩球間的距離最小時(shí)B球的速度;
②兩球間的距離從最小值到剛恢復(fù)到初始值過(guò)程中斥力對(duì)A球做的功.
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【題目】如圖所示,MN、PQ為間距L=0.5m且足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌,NQ⊥MN導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=37°,NQ間連接一個(gè)R=4Ω的電阻.一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T.將一根質(zhì)量m=0.05kg、電阻R=1Ω的金屬棒ab,緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌的電阻不計(jì).現(xiàn)靜止釋放金屬棒,金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與NQ平行.已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定速度.(g取l0m/s2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8.)問(wèn):
(1)當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)回路中的電流多大?
(2)金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定時(shí),速度多大?
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