如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧直立于地面上，上面放一个质量为m的带正电的小球，小球与弹簧不连接．现将小球向下压到某位置后由静止释放，若小球从静止开

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如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧直立于地面上，上面放一个质量为m的带正电的小球，小球与弹簧不连接．现将小球向下压到某位置后由静止释放，若小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力和电场力对小球做功的大小分别为W₁和W₂，小球离开弹簧时速度为v，不计空气阻力，则上述过程中

A．带电小球电势能增加W₂

B．弹簧弹性势能最大值为W₁＋

mv²

C．弹簧弹性势能减少量为W₂＋W₁

D．带电小球和弹簧组成的系统机械能增加W₂

答案

解析

电场力对小球做了W₂的正功，根据功能关系可知，小球的电势能减少了W₂，选项A错误；对于小球在上述过程中，有W₂＋W_弹－W₁＝

mv²，根据功能关系可知，弹簧弹性势能最大值为W₁＋

mv²－W₂，选项B、C错误；根据功能关系知，选项D正确

举一反三

（16分）一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图所示。图中ab为粗糙的水平面，长度为L；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与θ和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。现有一质量为m的木块以大小为v₀的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体P相对静止。重力加速度为g。求：

（1）木块在ab段受到的摩擦力f；
（2）木块最后距a点的距离s。

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如图（a）所示，在光滑水平面上用恒力F拉质量为m的单匝均匀正方形铜线框，线框边长为a，在1位置以速度v₀进入磁感应强度为B的匀强磁场并开始计时，若磁场的宽度为b（b>3a），在3t₀时刻线框到达2位置，速度又为v₀，并开始离开匀强磁场. 此过程中v－t图像如图（b）所示，则（　　）

A．t＝0时，线框右侧边MN的两端电压为Bav₀

B．在t₀时刻线框的速度为v₀－

C．线框完全离开磁场的瞬间位置3的速度一定比t₀时刻线框的速度大

D．线框从1位置进入磁场到完全离开磁场位置3过程中线框中产生的电热为2Fb

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（10分）交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为R。.当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：
（1）通过R的电荷量q为多少？
（2）R上产生的电热Q_R为多少？
（3）外力做的功W为多少？

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如图所示，平行金属导轨宽度为L=0.6m，与水平面间的倾角为θ=37^o，导轨电阻不计，底端接有阻值为R=3Ω的定值电阻，磁感应强度为B=1T的匀强磁场垂直向上穿过导轨平面。有一质量为m=0.2kg，长也为L的导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导体棒的电阻为R₀=1Ω，它与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.3。现让导体棒从导轨底部以平行斜面的速度v₀=10m/s向上滑行，上滑的最大距离为s=4m。（sin37^o=0.6，cos37^o=0.8，g=10m/s²），以下说法正确的是（）

A．把运动导体棒视为电源，最大输出功率6.75W

B．导体棒最后可以下滑到导轨底部，克服摩擦力做的总功为10.0J

C．当导体棒向上滑d=2m时，速度为7.07m/s

D．导体棒上滑的整个过程中，在定值电阻R上产生的焦耳热为2.46J

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(9分)如图所示，在光滑水平面上有一块长为L的木板B，其上表面粗糙．在其左端有一个光滑的

圆弧槽C与长木板接触但不连接，圆弧槽的下端与木板的上表面相平，B、C静止在水平面上．现有很小的滑块A以初速度v₀从右端滑上B并以

的速度滑离B，恰好能到达C的最高点．A、B、C的质量均为m，试求：

①木板B上表面的动摩擦因数μ.
②

圆弧槽C的半径R.

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