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1、计算题 (12分)在一个水平面上建立x轴,在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场,场强大小E=6.0×105 N/C,方向与x轴正方向相同.在O处放一个电荷量q=-5.0×10-8 C、质量m=1.0×10-2 kg的绝缘物块.物块与水平 ">
时间:2019-06-29 06:02:55
1、计算题 (12分)在一个水平面上建立x轴,在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场,场强大小E=6.0×105 N/C,方向与x轴正方向相同.在O处放一个电荷量q=-5.0×10-8 C、质量m=1.0×10-2 kg的绝缘物块.物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20,沿x轴正方向给物块一个初速度v0=2.0 m/s,如图12所示.(g取10 m/s2)试求: 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/dfcl40cbfzd.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> 91exam .org60;
(1)物块向右运动的最大距离;
(2)物块最终停止的位置.
参考答案: (1)0.4 m (2)O点左侧0.2 m处
本题解析:(1)设物块向右运动的最大距离为xm,由动能定理得:
-μmgxm-E|q|xm=0-600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/4uqhymggir4.png\" style=\"vertical-align:middle;\">mv02
可求得:xm=0.4 m.
(2)因Eq>μmg,物块不可能停在O点右侧,设最终停在O点左侧且离O点为x处.
由动能定理得:
E|q|xm-μmg(xm+x)=0
可得:x=0.2 m.
本题考查带电粒子在电场中的加速,在物体向右运动到速度减小到零的过程中,电场力和摩擦力均作负功,由动能定理列式可求得最大距离,由于电场力大于最大静摩擦力,物体向左运动,知道速度减小到零,电场力做功等于克服阻力做功,克服阻力做功与路程有关,列式求解
本题难度:一般
2、填空题 如右图所示,水平放置的两平行金属板间距为 d ,电压大小为U,上板中央有孔,在孔正下方的下板表面上有一个质量为 m、、电量为-q的小颗粒,将小颗粒由静止释放,它将从静止被加速,然后冲出小孔,则它能上升的最大高度 h = ______600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/awj4wvaaaa5.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
参考答案:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/efbfrg3ky4h.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题解析:从由静止释放到上升到最高点:根据动能定理:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/gzlaaprnhad.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
所以上升的最大高度为:h =600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/efbfrg3ky4h.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题难度:简单
3、计算题 如图所示,带负电的小球静止在水平位置的平行板电容器两板间,距下板0.8 cm,两板间的电势差为300V。如果两板间电势差减小到60 V,则带电小球运动到极板上需多长时间?(取g=10 m/s2) 600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/hzfsrmsqh20.gif\">
参考答案:解:取带电小球为研究对象,设它带电荷量为q,则带电小球受重力mg和电场力qE的作用
当U1=300 V时,小球平衡:600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/iz0p5rc3vyw.gif\">?①
当U2=60 V时,带电小球向下极板做匀加速直线运动:600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/x24xdcnrtdh.gif\">?②
又600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/fx0ugicutrr.gif\">?③
由①②③得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/iwbfyt02rjs.gif\">
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/n10kgw2es3z.gif\">
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 如图所示,在xOy坐标平面的第一象限内有一沿-y方向的匀强电场,在第四象限内有一垂直于平面向外的匀强磁场。现有一质量为m,带电量为+q的粒子(重力不计)以初速度v0沿-x方向从坐标为(3L,L)的P点开始运动,接着进入磁场后由坐标原点O射出,射出时速度方向与y轴方向的夹角为45°,求:
(1)粒子从O点射出时的速度v和电场强度E;
(2)粒子从P点运动到O点所用的时间。600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/aiflg4ixbsj.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">
参考答案:
(1)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/0x5n4dx0xrr.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/d04emowcmoy.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">(2)
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/2jmjplqrdgd.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题解析:(1)根据对称性可知,粒子在Q点速度大小为V,方向与x轴成450?600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/fmhoovpsrp1.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/njk0c4jppuu.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/0x5n4dx0xrr.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?3分
P到Q过程,600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/5d3jxlzhykb.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">? 4分
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/d04emowcmoy.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">? 2分
(2)在Q点,600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/mx5eezgspeo.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?1分
P到Q的时间:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/pnnqfg5s44g.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">? 2分
PQ水平位移600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/jshvm3mp0dq.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?2分
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/ystysqghlzg.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?1分
Q到O时间:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/ztjamkarytt.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">? 2分
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/jhmueeu1uuv.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?得
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/vpo21yjrqjz.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?1分
所以600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/0friangi1kb.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?1分
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/2jmjplqrdgd.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">? 1分
本题难度:简单
5、计算题 在光滑绝缘的水平面上建有如图所示的平面直角坐标系,在此水平面上可视为质点的不带电小球a静止于坐标系的原点O,可视为质点的带正电小球b静止在坐标为(0,-h)的位置上,现加一方向沿y轴正方向、电场强度大小为E、范围足够大的匀强电场,同时给a球以某一速度使其沿x轴正方向运动,当b球到达坐标系原点O时速度为v0,此时立即撤去电场而改加一方向垂直于绝缘水平面向上、磁感应强度大小为B、范围足够大的匀强磁场,最终b球能与a球相遇,求:
(1)b球的比荷q/m;
(2)从b球到达原点O开始至b球与a球相遇所需的时间;
(3)b球从开始位置运动到原点O时,a球的位置。 600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/jzoenzc0a1d.gif\">
参考答案:解:(1)b球受电场力作用做匀加速运动,由动能定理得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/vj2cq0vhm4n.gif\">
则b球的比荷为600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/w2gjaysmfbg.gif\">
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/yz4rktfxu32.gif\">(2)b球运动到原点后将在水平面上做匀速圆周运动
所以有:600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/m5kdwbcvq30.gif\">
周期600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/wt0rbnufoit.gif\">
联立得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/ebqtf2g5b12.gif\">
b球只能与a球相遇在图中的S处,相遇所需时间为600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/yxkmobpx3co.gif\">(k=0,1,2,…)
(3)a球开始运动到与b球相遇所用时间为:t\"=t1+t,其中600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/5wc3jrhjsko.gif\">
a球通过的路程为OS=2R
所以可得a球的速度:600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/dhjmzwonxlp.gif\">
故600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/um25lm1m4kv.gif\">
则a球在x轴上的坐标为600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/dnv3veximsc.gif\">(k=0,1,2,…)
A球的位置为600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/zaew3ynzoxb.gif\">
本题解析:
本题难度:困难