一个带电小球处于匀强电场(图中未画出电场线)中的A点,小球质量为m,带电量为-q,将小球由静止释放后沿直线运动到B点,所用时间为t,AB间距离为L,AB两点连线
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一个带电小球处于匀强电场(图中未画出电场线)中的A点,小球质量为m,带电量为-q,将小球由静止释放后沿直线运动到B点,所用时间为t,AB间距离为L,AB两点连线
题型:不详
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一个带电小球处于匀强电场(图中未画出电场线)中的A点,小球质量为m,带电量为-q,将小球由静止释放后沿直线运动到B点,所用时间为t,AB间距离为L,AB两点连线与水平面间的夹角为θ,求:
(1)小球运动到B点时的速度大小为多少?
(2)若选A点为电势零位置,则小球在B点时具有的电势能为多少?
答案
(1)小球释放后受重力和电场力作用,从A到B做匀加速直线运动.
由L=
0+
v
B
2
t
得 v
B
=
2L
t
(2)小球从A到B运动过程中,重力势能、动能和电势能这三种形式的能发生变化
重力势能增加量为△E
p
=mgLsinθ
动能增加量为△E
K
=
1
2
mv
B
2
电势能一定减少,设小球在B点时具有的电势能为E
B
则电势能的减少量为△E
电
=E
A
-E
B
=-E
B
根据能量转化和守恒定律可得△E
p
+△E
K
=△E
电
即 mgLsinθ+
1
2
mv
B
2
=-E
B
解得E
B
=-mgLsinθ-
2m
L
2
t
2
答:
(1)小球运动到B点时的速度大小为
2L
t
.
(2)若选A点为电势零位置,则小球在B点时具有的电势能为-mgLsinθ-
2m
L
2
t
2
.
举一反三
如图所示,一辆质量为1.5kg的小车静止在光滑水平面上,一个质量为0.50kg的木块,以2.0m/s的速度水平滑上小车,最后与小车以相同的速度运动.小车上表面水平,木块与车上表面的动摩擦因数是0.20.g取10m/s
2
,求
(1)木块与小车共同运动的速度的大小;
(2)木块在小车上相对滑行的时间;
(3)设小车与光滑水平面足够长,若水平面右端也有一高度与左端一样的平台,且小车与两边平台碰撞过程中均没有能量损失,求从木块滑上小车开始到木块与小车第n共同运动的时间及木块在小车上滑行的路程.
题型:不详
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如图所示,在质量为M=0.99kg的小车上,固定着一个质量为m=10g、电阻R=1Ω的矩形单匝线圈MNPQ,其中MN边水平,NP边竖直,高度l=0.05m.小车载着线圈在光滑水平面上一起以v
0
=10m/s的速度做匀速运动,随后进入一水平有界匀强磁场(磁场宽度大于小车长度),完全穿出磁场时小车速度v
1
=2m/s.磁场方向与线圈平面垂直并指向纸内、磁感应强度大小B=1.0T.已知线圈与小车之间绝缘,小车长度与线圈MN边长度相同.求:
(1)小车刚进入磁场时线圈中感应电流I的大小和方向;
(2)小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量Q;
(3)小车进入磁场过程中线圈克服安培力所做的功W.
题型:不详
难度:
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如图所示,绝缘杆两端固定带电小球A和B,轻杆处于匀强电场中,不考虑两球之间的相互作用.最初杆与电场线垂直,将杆右移的同时使其顺时针转过90°,发现A、B两球电势能之和不变.根据图示位置关系,下列说法正确的是( )
A.因为A、B两球电势能之和不变,所以电场力对A球或B球都不做功
B.A带正电,B带负电
C.A球电势能在增加
D.A、B两球带电量的绝对值之比为q
A
:q
B
=1:2
题型:嘉定区一模
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ab为紧靠着的、且两边固定的两张相同的薄纸,如图所示.一个质量为1kg的小球从距纸面高为60cm的地方自由下落,恰能穿破两张纸(即穿过后速度为零),则小球穿破纸的瞬间损失的机械能为______J.若将a纸的位置升高,b纸的位置不变,在相同条件下要使小球仍能穿破两张纸,则a纸距离b纸不超过______cm.(设小球单独穿破一张纸所需的能量为几乎同时穿破二张纸所需能量的一半)
题型:上海二模
难度:
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物体以60J的初动能,从A点出发作竖直上抛运动,在它上升到某一高度时,动能损失了30J,而机械能损失了10J,则该物体在落回到A点的动能为:(空气阻力大小恒定)( )
A.50J
B.40J
C.30J
D.20J
题型:不详
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