如图所示,倾角为 的足够长且上表面光滑的斜面体固定在水平面上,带电小球 a 固定在倾面底端A 点,质量为 m 的小球b 在斜面上 D 点由静止释放,结果小球 b 沿斜面向上运动,小球b通过斜面上P 点和Q点的加速度大小相等,已知 不计小球的大小,两小球均带正电且带电量相同,重力加速度为g,静电量常量为 k,求:
(1)两个小球的带电量分别为多少;
(2)小球 b 在 D 点释放的一瞬间,加速度多大;
(3)若规定无限远处的电势为零,真空中点电荷周围某点的电势φ可表示为,其中 k 为静电力常量,Q为点电荷的电荷量,r 为该点到点电荷的距离。小球 b 运动过程中速度最大的位置在F 点(图中未标出),则 D、F 两点间的电势差为多少(不考虑小球 b 产生的电场的影响)。
(1)两个小球的带电量分别为多少;
(2)小球 b 在 D 点释放的一瞬间,加速度多大;
(3)若规定无限远处的电势为零,真空中点电荷周围某点的电势φ可表示为,其中 k 为静电力常量,Q为点电荷的电荷量,r 为该点到点电荷的距离。小球 b 运动过程中速度最大的位置在F 点(图中未标出),则 D、F 两点间的电势差为多少(不考虑小球 b 产生的电场的影响)。
更新时间:2023-11-23 18:58:50
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【推荐1】如图所示,均可视为质点的三个物体A、B、C在倾角为30°的光滑绝缘斜面上,A绝缘,A与B紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上,质量分别为mA=0.43kg,mB=0.20kg,mC=0.50kg,其中A不带电,B、C的电荷量分别为qB=+2×10-5C、qC=+7×10-5C且保持不变,开始时三个物体均能保持静止。现给A施加一平行于斜面向上的力F,使A做加速度a=2.0m/s2的匀加速直线运动,经过时间t,力F变为恒力,已知静电力常量为k=9.0×109N·m2/C2,g取10m/s2。求:
(1)开始时BC间的距离L;
(2)F从变力到恒力需要的时间t。
(1)开始时BC间的距离L;
(2)F从变力到恒力需要的时间t。
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【推荐2】如图所示,空间存在竖直向上的匀强电场,带电小球B用绝缘轻绳系住,绝缘轻绳的另一端固定在O点,带电小球B恰好静止在最高点。另一个与球B相同形状的不带电小球A,以的速度向右运动并与球B发生正碰,碰撞过程中电荷量未发生转移。已知球B的质量,电荷量,绝缘轻绳的长度,不计空气阻力,g取。
(1)若球A的质量为,A、B两球之间发生弹性碰撞,求匀强电场的电场强度大小以及碰后一瞬间A、B两小球的速度。
(2)若球A的质量未知,碰后经过一定时间,两小球在过O点的水平线上相遇,求球A的质量。
(1)若球A的质量为,A、B两球之间发生弹性碰撞,求匀强电场的电场强度大小以及碰后一瞬间A、B两小球的速度。
(2)若球A的质量未知,碰后经过一定时间,两小球在过O点的水平线上相遇,求球A的质量。
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【推荐3】如图所示,有三根完全相同、原长均为的绝缘轻质橡皮筋,其中两根的一端固定在天花板上的点,另一端分别连接质量均为的带电小球、,它们所带的电荷量分别为和,、之间用第三根橡皮筋连接起来。由于空间存在水平向右的匀强电场,平衡时三根橡皮筋的长度均为原长的。已知橡皮筋满足胡克定律并始终在弹性限度内,两小球所带电荷量始终不变,两小球间的静电力不计,重力加速度大小为。求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)若只剪断、之间的橡皮筋,、球最后再次平衡时,小球电势能的减少量和小球重力势能的增加量;
(3)若改为只剪断之间的橡皮筋,平衡时、球系统电势能的变化量。
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)若只剪断、之间的橡皮筋,、球最后再次平衡时,小球电势能的减少量和小球重力势能的增加量;
(3)若改为只剪断之间的橡皮筋,平衡时、球系统电势能的变化量。
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【推荐1】如图所示,空间存在水平向右的匀强电场。两带电小球甲、乙用长度可忽略的水平绝缘轻杆连接从足够长的水平光滑绝缘桌面上的A处由静止开始运动。甲、乙的质量均为m,电量分别为2q、-q。已知,g为重力加速度,AB长为2L,桌面的竖直高度BC为L。不计甲、乙之间的库仑力和空气阻力。
(1)甲乙在桌面上运动期间杆的力的大小。
(2)若甲刚到桌面右端点B时杆与两球脱离,计算甲乙落地点间的距离。
(3)接(2)问,若小球与地面碰撞前后水平速度不变、竖直速度等大反向,计算甲第二次落地时二者与桌边BC的距离。
(1)甲乙在桌面上运动期间杆的力的大小。
(2)若甲刚到桌面右端点B时杆与两球脱离,计算甲乙落地点间的距离。
(3)接(2)问,若小球与地面碰撞前后水平速度不变、竖直速度等大反向,计算甲第二次落地时二者与桌边BC的距离。
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真题
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【推荐2】如图(a),长度L=0.8m的光滑杆左端固定一带正电的点电荷A,其电荷量Q=;一质量m=0.02kg,带电量为q的小球B套在杆上。将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中,以杆左端为原点,沿杆向右为x轴正方向建立坐标系。点电荷A对小球B的作用力随B位置x的变化关系如图(b)中曲线I所示,小球B所受水平方向的合力随B位置x的变化关系如图(b)中曲线II所示,其中曲线II在0.16≤x≤0.20和x≥0.40范围可近似看作直线。求:(静电力常量)
(1)小球B所带电量q;
(2)非均匀外电场在x=0.3m处沿细杆方向的电场强度大小E;
(3)在合电场中,x=0.4m与x=0.6m之间的电势差U;
(4)已知小球在x=0.2m处获得v=0.4m/s的初速度时,最远可以运动到x=0.4m.若小球在x=0.16m处受到方向向右,大小为0.04N的恒力作用后,由静止开始运动,为使小球能离开细杆,恒力作用的最小距离s是多少?
(1)小球B所带电量q;
(2)非均匀外电场在x=0.3m处沿细杆方向的电场强度大小E;
(3)在合电场中,x=0.4m与x=0.6m之间的电势差U;
(4)已知小球在x=0.2m处获得v=0.4m/s的初速度时,最远可以运动到x=0.4m.若小球在x=0.16m处受到方向向右,大小为0.04N的恒力作用后,由静止开始运动,为使小球能离开细杆,恒力作用的最小距离s是多少?
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