分析 (1)根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,即小球在電場力作用下獲得動能,與Q接觸過程中,全部轉(zhuǎn)化成彈簧的彈性勢能.
(2)分析知,小球每次離開Q時的速度大小相同,等于小球第一次與Q接觸時速度大小v,運動學(xué)公式即可求的n.
(3)利用動能定理求的彈回兩板間后向右運動最遠(yuǎn)距A板的距離,利用E=qEl求的電勢能得變化
解答 解:(1)當(dāng)P由靜止釋放到彈簧第一次被壓縮到最左邊的過程中,根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可得彈性勢能為:
EP=qEL
(2)小球第n次離開Q時,產(chǎn)生的加速度為:a=$\frac{{q}_{n}E}{m}$
小球做減速運動所需時間為:tn=$\frac{v}{a}$
小球所帶電荷量為:${q}_{n}={k}^{n}q$
聯(lián)立解得:
所以有:$n=\frac{lg\frac{mv}{{t}_{n}qE}}{lgk}$
(3)將小球第一次彈回兩板間后向右運動最遠(yuǎn)距A板的距離為L1,則:
(qE-f)L-(kqE+f)L1=0-0,L1=L
設(shè)小球第2次彈回兩板間后向右運動最遠(yuǎn)距A板的距離為L2,則有:
$(kqE-f){L}_{1}-({k}^{2}qE+f){L}_{2}=0$,${L}_{2}=\frac{1}{2}L$
當(dāng)$k=\frac{1}{2}$時,電場力為$F={k}^{2}qE=\frac{1}{2}去E=f$,即小球?qū)⒖梢员3朱o止.
所以帶電小球初、末狀態(tài)的電勢能變化量為:
$△E′={E}_{2}-{E}_{1}=\frac{q}{4}E\frac{L}{2}-qEL=\frac{1}{8}qEL-qEl=-\frac{7}{8}qEL$
答:(1)求彈簧第一次被壓縮到最左邊時的彈性勢能qEL;
(2)n為$\frac{lg\frac{mv}{{t}_{n}qE}}{lgk}$
(3)帶電小球初、末狀態(tài)的電勢能變化量為$-\frac{7}{8}qEL$.
點評 了解研究對象的運動過程是解決問題的前提,根據(jù)題目已知條件和求解的物理量選擇物理規(guī)律解決問題.要注意小球運動過程中各個物理量的變化.
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 物體的重力勢能減少mgh | B. | 物體的機械能保持不變 | ||
C. | 物體的動能增加了2mgh | D. | 物體的機械能增加2mgh |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 通過線框中感應(yīng)電流方向為逆時針方向 | |
B. | t=0時刻穿過線框的磁通量為0.1Wb | |
C. | 在t=0.6s內(nèi)通過線框中的電量為0.12C | |
D. | 經(jīng)過t=0.6s線框中產(chǎn)生的熱量為0.06J |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 氣體分子的平均動能變大,壓強增大 | |
B. | 氣體分子做布朗運動的平均速率變大 | |
C. | 氣體分子的平均勢能變大,壓強增大 | |
D. | 氣體分子間的距離變大,壓強減小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 甲船正好也在A點靠岸 | B. | 甲船在A點左側(cè)靠岸 | ||
C. | v:u=2:$\sqrt{3}$ | D. | 甲乙兩船到達(dá)對岸的時間相等 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 在點電荷-Q形成的電場中,A、B兩點間的電勢差為$\frac{2μmgL+m{v}_{m}^{2}}{2q}$ | |
B. | 在小金屬塊由A向C運動的過程中,電勢能先增大后減小 | |
C. | OB間的距離為$\sqrt{\frac{kQq}{μmg}}$ | |
D. | 從B到C的過程中,小金屬塊的動能全部轉(zhuǎn)化為電勢能 |
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