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2019-2020年高三物理第二輪專題復(fù)習(xí) 電場(chǎng)試題
1.如圖1所示,在y軸上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的A、B兩點(diǎn)有等量同種點(diǎn)電荷+Q,在x軸上C點(diǎn)有點(diǎn)電荷-Q,且CO=OD, ∠ADO=60.下列判斷正確的是( )
A.O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零 B.O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零
C.若將點(diǎn)電荷+q從O移向C,電勢(shì)能增大
D.若將點(diǎn)電荷-q從O移向C,電勢(shì)能增大 圖1
2.兩個(gè)質(zhì)量相同的小球用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線連結(jié),置于場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,小球1和小球2均帶正電,電量分別為q1和q2(q1>q2)。將細(xì)線拉直并使之與電場(chǎng)方向平行,如圖26所示。若將兩小球同時(shí)從靜止?fàn)顟B(tài)釋放,則釋放后細(xì)線中的張力T為(不計(jì)重力及兩小球間的庫(kù)侖力)
A. B.
C. D. 圖26
3.質(zhì)子和中于是由更基本的粒子即所謂“夸克”組成的.兩個(gè)強(qiáng)作用電荷相反(類似于正負(fù)電荷)的夸克在距離很近時(shí)幾乎沒有相互作用(稱為“漸近自由”);在距離較遠(yuǎn)時(shí),它們之間就會(huì)出現(xiàn)很強(qiáng)的引力(導(dǎo)致所謂“夸克禁閉”).作為一個(gè)簡(jiǎn)單的模型,設(shè)這樣的兩夸克之間的相互作用力F與它們之間的距離r的關(guān)系為:
式中F0為大于零的常量,負(fù)號(hào)表示引力.用U表示夸克間的勢(shì)能,令U0=F0(r2—r1),取無(wú)窮遠(yuǎn)為勢(shì)能零點(diǎn).下列圖2中U-r圖示中正確的是( )
D
U
O
-U0
r
r1
r2
A
U
O
-U0
r
r1
r2
B
U
O
-U0
r
r1
r2
C
U
O
U0
r
r1
r2
圖2
4.圖27所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)E的區(qū)域內(nèi),由A、B、C、D、A'、B'、C'、D'作為頂點(diǎn)構(gòu)成一正方體空間,電場(chǎng)方向與面ABCD垂直。下列說(shuō)法正確的是( )
A.AD兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAD與A A'兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAA'相等
B.帶正電的粒子從A點(diǎn)沿路徑A→D→D'移到D'點(diǎn),電場(chǎng)力做正功
C.帶負(fù)電的粒子從A點(diǎn)沿路徑A→D→D'移到D'點(diǎn),電勢(shì)能減小 圖27
D.帶電的粒子從A點(diǎn)移到C'點(diǎn),沿對(duì)角線A C'與沿路徑A→B→B'→C'電場(chǎng)力做功相同
5.如圖4所示,實(shí)線為電場(chǎng)線,虛線為等勢(shì)線且AB=BC,電場(chǎng)中的A、B、C三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)分別為EA、EB、EC,電勢(shì)分別為、、,AB、BC間的電勢(shì)差分別為UAB、UBC,則下列關(guān)系中正確的有( )
A. >> B. EC>EB>EA 圖4
C. UAB<UBC D. UAB=UBC
a
b
c
30
6.如圖5所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b、c三點(diǎn).在以它們?yōu)轫旤c(diǎn)的三角形中,∠a=30、∠c=90,電場(chǎng)方向與三角形所在平面平行.已知a、b和c點(diǎn)的電勢(shì)分別為V、V和2 V.該三角形的外接圓上最低、最高電勢(shì)分別為
A.V、V B.0 V、4 V
C.V、 D.0 V、V 圖5
A
θ
a b
E
R
7.豎直放置的一對(duì)平行金屬板的左極板上用絕緣線懸掛了一個(gè)帶正電的小球,將平行金屬板按圖31所示的電路圖連接。絕緣線
與左極板的夾角為θ。當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片在a位置時(shí),
電流表的讀數(shù)為I1,夾角為θ1;當(dāng)滑片在b位置時(shí),
電流表的讀數(shù)為I2,夾角為θ2,則 ( )
A.θ1<θ2,I1
θ2,I1>I2
C.θ1=θ2,I1=I2 D.θ1<θ2,I1=I2 圖31
8.如圖28所示,固定在Q點(diǎn)的正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中有M、N兩點(diǎn),已知<。下列敘正確的是 ( )
A.若把一正的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn),則電場(chǎng)力對(duì)該電荷做功,電勢(shì)能減少
B.若把一正的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn),則該電荷克服電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能增加 圖28
C.若把一負(fù)的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn),則電場(chǎng)力對(duì)該電荷做功,電勢(shì)能減少
D.若把一負(fù)的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn),再?gòu)腘點(diǎn)沿不同路徑移回到M點(diǎn),則該電荷克服電場(chǎng)力做的功等于電場(chǎng)力對(duì)該電荷所做的動(dòng),電勢(shì)能不變
9.勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三點(diǎn)A、B、C是一個(gè)三角形的三個(gè)頂點(diǎn),AB的長(zhǎng)度為1 m,D為AB的中點(diǎn),如圖29所示。已知電場(chǎng)線的方向平行于ΔABC所在平面,A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為14 V、6 V和2 V。設(shè)場(chǎng)強(qiáng)大小為E,一電量為110-6 C的正電荷從D點(diǎn)移到C點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功為W,則
A.W=810-6 J,E>8 V/m
B.W=610-6 J,E>6 V/m
C.W=810-6 J,E≤8 V/m
D.W=610-6 J,E≤6 V/m 圖29
a
b
d
c
20V
24V
4V
10.a(chǎn)、b、c、d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn),它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn)。電場(chǎng)線與矩形所在的平面平行。已知a點(diǎn)的電勢(shì)是20V,b點(diǎn)的電勢(shì)是24V,d點(diǎn)的電勢(shì)是4V,如圖30所示。 由此可知,c點(diǎn)的電勢(shì)為( ) 圖30
A、4V B、8V C、12V D、24V
11.如圖9所示為研究電子槍中電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化模型示意圖。在Oxy平面的ABCD區(qū)域內(nèi),存在兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)大小均為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)I和II,兩電場(chǎng)的邊界均是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形(不計(jì)電子所受重力)。
(1)在該區(qū)域AB邊的中點(diǎn)處由靜止釋放電子,
求電子離開ABCD區(qū)域的位置。
(2)在電場(chǎng)I區(qū)域內(nèi)適當(dāng)位置由靜止釋放電子,電子恰能從ABCD區(qū)域左下角D處離開,求所有釋放點(diǎn)的位置。
(3)若將左側(cè)電場(chǎng)II整體水平向右移動(dòng)L/n(n≥1), 圖9
仍使電子從ABCD區(qū)域左下角D處離開(D不隨電場(chǎng)移動(dòng)),求在電場(chǎng)I區(qū)域內(nèi)由靜止釋放電子的所有位置。
12.帶等量異種電荷的兩平行金屬板相距L,板長(zhǎng)H,豎直放置,x軸從極板中點(diǎn)O通過(guò),如圖20所示。板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E,且?guī)д姷臉O板接地。將一質(zhì)量為m、電量為+q的粒子(重力不計(jì))從坐標(biāo)為x0處釋放。
(1)試從牛頓第二定律出發(fā),證明該帶電粒子在極板間運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,電勢(shì)能與動(dòng)能總和保持不變。
(2)為使該粒子從負(fù)極板上方邊緣的P點(diǎn)射出,須在x0處使該粒子獲得豎直向上的初速度v0為多大? 圖20
A
B
E
3.5L
固定底座
-3q
+2q
13.如圖33所示,沿水平方向放置一條平直光滑槽,它垂直穿過(guò)開有小孔的兩平行薄板,板相距3.5L。槽內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A和B,
球A帶電量為+2q,球B帶電量為-3q,兩球由長(zhǎng)為
2L的輕桿相連,組成一帶電系統(tǒng)。最初A和B分別
靜止于左板的兩側(cè),離板的距離均為L(zhǎng)。若視小球
為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)輕桿的質(zhì)量,在兩板間加上與槽平行 圖33
向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E后(設(shè)槽和輕桿由特殊絕緣材料
制成,不影響電場(chǎng)的分布),求:
(1)球B剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),帶電系統(tǒng)的速度大小;
(2)帶電系統(tǒng)從開始運(yùn)動(dòng)到速度第一次為零所需的時(shí)間及球A相對(duì)右板的位置。
14.如圖10(a)所示,在光滑絕緣水平面的AB區(qū)域內(nèi)存在水平向左的電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E隨時(shí)間的變化如圖10(b)所示。不帶電的絕緣小球P2靜止在O點(diǎn)。t=0時(shí),帶正電的小球P1以速度v0從A點(diǎn)進(jìn)入AB區(qū)域。隨后與P2發(fā)生正碰后反彈,反彈速度是碰前的倍。P1的質(zhì)量為m1,帶電量為q,P2的質(zhì)量為m2=5m1,A、O間距為L(zhǎng)0,O、B間距為.已知,.
(1)求碰撞后小球P1向左運(yùn)動(dòng)的最大距離及所需時(shí)間。
(2)討論兩球能否在OB區(qū)間內(nèi)再次發(fā)生碰撞。
圖10
15.O
d
B
A
C
D
O′
P
L
如圖23所示,A、B為兩塊平行金屬板,A板帶正電、B板帶負(fù)電。兩板之間存在著勻強(qiáng)電場(chǎng),兩板間距為d、電勢(shì)差為U,在B板上開有兩個(gè)間距為L(zhǎng)的小孔。C、D為兩塊同心半圓形金屬板,圓心都在貼近B板的O’處,C帶正電、D帶負(fù)電。兩板間的距離很近,兩板末端的中心線正對(duì)著B板上的小孔,兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度可認(rèn)為大小處處相等,方向都指向O’。半圓形金屬板兩端與B板的間隙可忽略不計(jì)?,F(xiàn)從正對(duì)B板小孔緊靠A板的O處由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的帶正電微粒(微粒的重力不計(jì)),問(wèn): 圖23
(1)微粒穿過(guò)B板小孔時(shí)的速度多大;
(2)為了使微粒能在CD板間運(yùn)動(dòng)而不碰板,CD板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小應(yīng)滿足什么條件;
(3)從釋放微粒開始,經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間微粒會(huì)通過(guò)半圓形金屬板間的最低點(diǎn)P
16.如圖35所示,一根長(zhǎng) L = 1.5m 的光滑絕緣細(xì)直桿MN ,豎直固定在場(chǎng)強(qiáng)為 E ==1.0 105N / C 、與水平方向成θ=300角的傾斜向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。桿的下端M固定一個(gè)帶電小球 A ,電荷量Q=+4.510-6C;另一帶電小球 B 穿在桿上可自由滑動(dòng),
電荷量q=+1.0 10一6 C,質(zhì)量m=1.010一2 kg 。現(xiàn)將小
θ
M
N
A
B
E
球B從桿的上端N靜止釋放,小球B開始運(yùn)動(dòng)。(靜電力常量
k=9.010 9Nm2/C2,取 g =l0m / s2)
(1)小球B開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為多大?
(2)小球B 的速度最大時(shí),距 M 端的高度 h1為多大?
(3)小球 B 從 N 端運(yùn)動(dòng)到距 M 端的高度 h2=0.6l m 時(shí),
速度為v=1.0m / s ,求此過(guò)程中小球 B 的電勢(shì)能改變了多少? 圖35
答案及解析
1.【答案】BD
【解析】電場(chǎng)是矢量,疊加遵循平行四邊行定則,由和幾何關(guān)系可以得出,A錯(cuò)B對(duì)。在之間,合場(chǎng)強(qiáng)的方向向左,把負(fù)電荷從O移動(dòng)到C,電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,C錯(cuò)D對(duì)。
2.【答案】A
【解析】本題屬于連接體問(wèn)題,主要考查牛頓第二定律在電場(chǎng)中的應(yīng)用,設(shè)加速度為a,對(duì)整體有:,再隔離球2分析:,聯(lián)立兩式得:,所以選項(xiàng)A正確
3.【答案】B
【解析】從無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零開始到r = r2位置,勢(shì)能恒定為零,在r = r2到r = r1過(guò)程中,恒定引力做正功,勢(shì)能逐漸均勻減小,即勢(shì)能為負(fù)值且越來(lái)越小,此部分圖像為A、B選項(xiàng)中所示;r < r1之后勢(shì)能不變,恒定為-U0,由引力做功等于勢(shì)能將少量,故U0=F0(r2-r1).所以選項(xiàng)B正確
4.【答案】BD
【解析】電場(chǎng)力的方向與面ABCD垂直,所以面ABCD是等勢(shì)面,A、D兩點(diǎn)的電勢(shì)差為0,又因A、A兩點(diǎn)的電勢(shì)差不為0,所以選項(xiàng)A錯(cuò)。帶正電的粒子從A點(diǎn)到D電場(chǎng)力不做功,而由D→D'電場(chǎng)力做功,所以選項(xiàng)B正確;同理,帶負(fù)電的粒子從A點(diǎn)沿路徑A→D→D'移到D'點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大,選項(xiàng)C錯(cuò);由電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)得選項(xiàng)D也正確。
5.【答案】AC
【解析】考查靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線、等勢(shì)面的分布知識(shí)和規(guī)律。A、B、C三點(diǎn)處在一根電場(chǎng)線上,沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降落,故φA>φB>φC,A正確;由電場(chǎng)線的密集程度可看出電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系為EC>EB>EA,B對(duì);電場(chǎng)線密集的地方電勢(shì)降落較快,故UBC>UAB,C對(duì)D錯(cuò)。此類問(wèn)題要在平時(shí)注重對(duì)電場(chǎng)線與場(chǎng)強(qiáng)、等勢(shì)面與場(chǎng)強(qiáng)和電場(chǎng)線的關(guān)系的掌握,熟練理解常見電場(chǎng)線和等勢(shì)面的分布規(guī)律
【答案】AC
6.【答案】 B
【解析】如圖所示,根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線與等勢(shì)面是平行等間距排列,且電場(chǎng)線與等勢(shì)面處處垂直,沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)均勻降落,取ab的中點(diǎn)O,即為三角形的外接圓的圓心,且該點(diǎn)電勢(shì)為2V,故Oc為等勢(shì)面,MN為電場(chǎng)線,方向?yàn)镸N方向,UOP= UOa=V,UON : UOP=2 :,故UON =2V,N點(diǎn)電勢(shì)為零,為最小電勢(shì)點(diǎn),同理M點(diǎn)電勢(shì)為4V,為最大電勢(shì)點(diǎn)。所以選項(xiàng)B正確
a
b
c
O
N
M
P
7.【答案】D
【解析】先根據(jù)電容器在電路穩(wěn)定的情況下相當(dāng)于斷路,比較兩種情況下兩極板的電勢(shì)差、電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)力大小進(jìn)而確定較大關(guān)系;再根據(jù)兩種情況下的總電阻大小確定電流關(guān)系。當(dāng)滑片在a位置時(shí)平行板電容器兩極板間電勢(shì)差比當(dāng)滑片在b位置時(shí)小,場(chǎng)強(qiáng)也就小,故θ1<θ2 ,兩種情況下的閉合電路總電阻不變,故I1=I2,所以正確選項(xiàng)D。
8.【答案】AD
【解析】因電場(chǎng)力做功只與始末位置有關(guān),與路徑無(wú)關(guān),故選項(xiàng)D對(duì)。把一正的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少,所以選項(xiàng)A正確。而B錯(cuò)。負(fù)電荷則相反,即選項(xiàng)C錯(cuò)。
9.【答案】A
【解析】本題主要考查電場(chǎng)力做功和電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系。根據(jù)W=得W=810-6 J,因沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離d小于1m,所以由得E大于8 V/m,故選項(xiàng)A正確。
10.【答案】B
【解析】在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,由于U=Ed,所以任意一族平行線上等距離的兩點(diǎn)的電勢(shì)差相等,因此Uab=Ucd,所以c點(diǎn)電勢(shì)為8V。,B對(duì)??疾閯驈?qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系,難度適中。
11.【解析】
(1)設(shè)電子的質(zhì)量為m,電量為e,電子在電場(chǎng)I中做勻加速直線運(yùn)動(dòng),出區(qū)域I時(shí)的為v0,此后電場(chǎng)II做類平拋運(yùn)動(dòng),假設(shè)電子從CD邊射出,出射點(diǎn)縱坐標(biāo)為y,有
解得 y=,所以原假設(shè)成立,即電子離開ABCD區(qū)域的位置坐標(biāo)為(-2L,)
(2)設(shè)釋放點(diǎn)在電場(chǎng)區(qū)域I中,其坐標(biāo)為(x,y),在電場(chǎng)I中電子被加速到v1,然后進(jìn)入電場(chǎng)II做類平拋運(yùn)動(dòng),并從D點(diǎn)離開,有
解得 xy=,即在電場(chǎng)I區(qū)域內(nèi)滿足議程的點(diǎn)即為所求位置。
(3)設(shè)電子從(x,y)點(diǎn)釋放,在電場(chǎng)I中加速到v2,進(jìn)入電場(chǎng)II后做類平拋運(yùn)動(dòng),在高度為y′處離開電場(chǎng)II時(shí)的情景與(2)中類似,然后電子做勻速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)D點(diǎn),則有
,
解得 ,即在電場(chǎng)I區(qū)域內(nèi)滿足議程的點(diǎn)即為所求位置
12.【解析】
(1)在帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向上任取一點(diǎn),設(shè)其坐標(biāo)為,取接地極板為零勢(shì)能點(diǎn)。將粒子從O點(diǎn)移到處電場(chǎng)力做正功,,即粒子在x處的電勢(shì)能為,在處的電勢(shì)能為。
再由牛頓第二定律①,②,解得③,又④,⑤,,得⑥,即該帶電粒子在極板間運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,電勢(shì)能與動(dòng)能總和保持不變,證畢。
(2)粒子在豎直向上射出后做類平拋運(yùn)動(dòng)。故豎直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)P點(diǎn)時(shí)有⑦;水平方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),有⑧,聯(lián)立解得
13.【解析】
對(duì)帶電系統(tǒng)進(jìn)行分析,假設(shè)球A能達(dá)到右極板,電場(chǎng)力對(duì)系統(tǒng)做功為W1,有:
而且還能穿過(guò)小孔,離開右極板。
假設(shè)球B能達(dá)到右極板,電場(chǎng)力對(duì)系統(tǒng)做功為W2,有:
綜上所述,帶電系統(tǒng)速度第一次為零時(shí),球A、B應(yīng)分別在右極板兩側(cè)。
(1)帶電系統(tǒng)開始運(yùn)動(dòng)時(shí),設(shè)加速度為a1,由牛頓第二定律:
= ③
球B剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),帶電系統(tǒng)的速度為v1,有:
④
由③④求得: ⑤
(2)設(shè)球B從靜止到剛進(jìn)入電場(chǎng)的時(shí)間為t1,則:
⑥
將③⑤代入⑥得:
⑦
球B進(jìn)入電場(chǎng)后,帶電系統(tǒng)的加速度為a2,由牛頓第二定律:
⑧
顯然,帶電系統(tǒng)做勻減速運(yùn)動(dòng)。設(shè)球A剛達(dá)到右極板時(shí)的速度為v2,減速所需時(shí)間為t2,則有:
⑨
⑩
求得: ⑾
球A離電場(chǎng)后,帶電系統(tǒng)繼續(xù)做減速運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度為a3,再由牛頓第二定律:
⑿
設(shè)球A從離開電場(chǎng)到靜止所需的時(shí)間為t3,運(yùn)動(dòng)的位移為x,則有:
⒀
⒁
求得: ⒂
由⑦⑾⒂可知,帶電系統(tǒng)從靜止到速度第一次為零所需的時(shí)間為:
⒃
球A相對(duì)右板的位置為: ⒄
14.【解析】
(1)P1經(jīng)t1時(shí)間與P2碰撞,則
P1、P2碰撞,設(shè)碰后P2速度為v2,由動(dòng)量守恒:
解得(水平向左) (水平向右)
碰撞后小球P1向左運(yùn)動(dòng)的最大距離: 又:
解得:
所需時(shí)間:
(2)設(shè)P1、P2碰撞后又經(jīng)時(shí)間在OB區(qū)間內(nèi)再次發(fā)生碰撞,且P1受電場(chǎng)力不變,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,以水平向右為正: 則:
解得: (故P1受電場(chǎng)力不變)
對(duì)P2分析:
所以假設(shè)成立,兩球能在OB區(qū)間內(nèi)再次發(fā)生碰撞。
15.【解析】
(1)設(shè)微粒穿過(guò)B板小孔時(shí)的速度為v,根據(jù)動(dòng)能定理,有
解得
(2)微粒進(jìn)入半圓形金屬板后,電場(chǎng)力提供向心力,有
聯(lián)立⑴、⑵,得
(3)微粒從釋放開始經(jīng)t1射出B板的小孔,則
設(shè)微粒在半圓形金屬板間運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)t2第一次到達(dá)最低點(diǎn)P點(diǎn),則
所以從釋放微粒開始,經(jīng)過(guò)微粒第一次到達(dá)P點(diǎn)
根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性,易知再經(jīng)過(guò)微粒再一次經(jīng)過(guò)P點(diǎn)
所以經(jīng)過(guò)時(shí)間,微粒經(jīng)過(guò)P點(diǎn)。
16.【解析】
由題意可知,帶電小球在勻強(qiáng)電場(chǎng)和點(diǎn)電荷非勻強(qiáng)電場(chǎng)這樣的疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),前兩問(wèn)應(yīng)用力的觀點(diǎn)求解,因庫(kù)侖力是變力,所以第(3)問(wèn)只能用能的觀點(diǎn)求解。
(1)開始運(yùn)動(dòng)時(shí)小球受重力、庫(kù)侖力、桿的彈力和電場(chǎng)力,沿桿方向運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得
解得
代入數(shù)據(jù)解得
(2)小球速度最大時(shí)合力為零,即
解得
代入數(shù)據(jù)解得
(3)小球從開始運(yùn)動(dòng)到速度為的過(guò)程中,設(shè)重力做功為,電場(chǎng)力做功為,
庫(kù)侖力做功為,根據(jù)動(dòng)能定理有
解得
設(shè)小球的電勢(shì)能改變了△,則
△
△
△
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