如图所示,在倾角为θ的绝缘斜面上,有相距为L的A、B两点,分别固定着两个带电量均为Q的正点电荷。O为AB连线的中点,a、b是AB连线上两点,其中。一质量为m、电

如图所示,在倾角为θ的绝缘斜面上,有相距为L的A、B两点,分别固定着两个带电量均为Q的正点电荷。O为AB连线的中点,a、b是AB连线上两点,其中。一质量为m、电

题型:不详难度:来源:
如图所示,在倾角为θ的绝缘斜面上,有相距为L的A、B两点,分别固定着两个带电量均为Q的正点电荷。O为AB连线的中点,a、b是AB连线上两点,其中。一质量为m、电荷量为+q的小滑块(可视为质点)以初动能从a点出发,沿AB直线向b点运动,其中小滑块第一次经过O点时的动能为,第一次到达b点时的动能恰好为零,已知静电力常量为。求:

(1)两个带电量均为Q的正点电荷在a点处的合场强大小和方向;
(2)小滑块由a点向b点运动的过程中受到的滑动摩擦力大小;
(3)aO两点间的电势差。
答案
(1) 方向沿斜面向上  (2) (3)
解析

试题分析:(1)根据真空中点电荷的电场强度的表达式得:
A点处电荷在a处场强,方向沿斜面向上
B点处电荷在a处场强,方向沿斜面向下
根据电场的叠加原理,可知,在a点处的合场强大小和方向分别是:
,方向沿斜面向上
(2)由,O为AB连线的中点得:a、b关于O点对称,则a点与b点等势,即,小滑块从a点运动到b点的过程中,电场力做功
设小滑块与水平面间的摩擦力大小为f ,小滑块从a点运动到b点的过程中,根据动能定理有

解得:
(3)小滑块从a点运动到O点的过程中,根据动能定理
解得:
考点:本题考查了电学和力学的综合应用。
举一反三
(16分)为了使粒子经过一系列的运动后,又以原来的速率沿相反方向回到原位,可设计如下的一个电磁场区域(如图所示):水平线QC以下是水平向左的匀强电场,区域Ⅰ(梯形PQCD)内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B;区域Ⅱ(三角形APD)内的磁场方向与Ⅰ内相同,但是大小可以不同,区域Ⅲ(虚线PD之上、三角形APD以外)的磁场与Ⅱ内大小相等、方向相反.已知等边三角形AQC的边长为2l,P、D分别为AQ、AC的中点.带正电的粒子从Q点正下方、距离Q点为l的O点以某一速度射出,在电场力作用下从QC边中点N以速度v0垂直QC射入区域Ⅰ,再从P点垂直AQ射入区域Ⅲ,又经历一系列运动后返回O点.(粒子重力忽略不计)求:

(1)该粒子的比荷.
(2)粒子从O点出发再回到O点的整个运动过程所需时间.
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(11分)如图所示,在xOy直角坐标系中,第Ⅰ象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场,第Ⅱ象限内分布着方向沿y轴负方向的匀强电场.初速度为零、带电荷量为q、质量为m的粒子经过电压为U的电场加速后,从x轴上的A点垂直x轴进入磁场区域,经磁场偏转后过y轴上的P点且垂直y轴进入电场区域,在电场中偏转并击中x轴上的C点.已知OA=OC=d.求电场强度E和磁感应强度B的大小(粒子的重力不计).

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如图所示,间距为、半径为的内壁光滑的圆弧固定轨道,右端通过导线接有阻值为的电阻,圆弧轨道处于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为。质量为、电阻为、长度也为的金属棒,从与圆心等高的处由静止开始下滑,到达底端时,对轨道的压力恰好等于金属棒的重力2倍,不计导轨和导线的电阻,空气阻力忽略不计,重力加速度为。求:

(1)金属棒到达底端时,电阻两端的电压多大;
(2)金属棒从处由静止开始下滑,到达底端的过程中,通过电阻的电量
(3)用外力将金属棒以恒定的速率从轨道的低端拉回与圆心等高的处的过程中,电阻产生的热量
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(18分) 如图甲所示,长为l、相距为d的两块正对的平行金属板AB和CD与一电源相连(图中未画出电源),B、D为两板的右端点,两板间电压的变化如图乙所示,在金属板B、D端的右侧有一与金属板垂直放置的荧光屏MN,荧光屏距B、D端的距离为l,质量为m,电荷量为e的电子以相同的初速度v0从极板左边中央沿平行极板的直线O1O2连续不断地射入。已知所有的电子均能够从金属板间射出,且每个电子在电场中运动的时间与电压变化的周期相等,忽略极板边缘处电场的影响,不计电子的重力以及电子之间的相互作用。求

(1)t=0和t=T/2时刻进入两板间的电子到达金属板B、D端界面时偏离O1O2的距离之比
(2)两板间电压U0的最大值
(3)电子在荧光屏上分布的最大范围
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如图所示,质量为M ="2.0" kg的小车A静止在光滑水平面上,A的右端停放有一个质量为m ="0.10" kg带正电荷q ="5.0" ´10-2 C的小物体B,整个空间存在着垂直纸面向里磁感应强度B =2.0T的匀强磁场。现从小车的左端,给小车A一个水平向右的瞬时冲量I ="26" N·s,使小车获得一个水平向右的初速度,此时物体B与小车A之间有摩擦力作用,设小车足够长,g 取10m/s2。求:

(1)瞬时冲量使小车获得的动能Ek
(2)物体B的最大速度vm,并在v-t坐标系中画出物体B的速度随时间变化的示意图像;
(3)在A与B相互作用过程中系统增加的内能E
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