【題目】如圖所示，固定于同一條豎直線上的點(diǎn)電荷A、B相距為2d，電量分別為+Q和﹣Q．MN是豎直放置的光滑絕緣細(xì)桿，另有一個(gè)穿過細(xì)桿的帶電小球p，質(zhì)量為m、電量為+q（可視為點(diǎn)電荷，q遠(yuǎn)小于Q），現(xiàn)將小球p從與點(diǎn)電荷A等高的C處由靜止開始釋放，小球p向下運(yùn)動(dòng)到距C點(diǎn)距離為d的O點(diǎn)時(shí)，速度為v．已知MN與AB之間的距離為d，靜電力常量為k，重力加速度為g．

求：
（1）C、O間的電勢差UCO；
（2）小球p經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的加速度；
（3）小球p經(jīng)過與點(diǎn)電荷B等高的D點(diǎn)時(shí)速度的大�。�

【答案】
（1）解：小球p由C運(yùn)動(dòng)到O時(shí)，由動(dòng)能定理可知：

由此得：

答：C、O間的電勢差


（2）解：小球p經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)受力如圖，由庫侖定律有：

它們的合力為：

由牛頓第二定律有：mg+F=ma

得：

答：小球p經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的加速度


（3）解：小球p由O運(yùn)動(dòng)到D的過程中，由動(dòng)能定理：

由電場特點(diǎn)可知：UCO=UOD

由以上關(guān)系及（1）中方程解得：

答：小球p經(jīng)過與點(diǎn)電荷B等高的D點(diǎn)時(shí)速度的大小為


【解析】（1）根據(jù)動(dòng)能定理求出C、O間的電勢差．（2）先求出小球p在O點(diǎn)時(shí)所受的合力，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度．（3）由電場特點(diǎn)可知：UCO=UOD，對(duì)小球p由O運(yùn)動(dòng)到D的過程運(yùn)用動(dòng)能定理，求出小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的速度大�。�
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)，掌握應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮初、末狀態(tài)，沒有守恒條件的限制，也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用時(shí)間的動(dòng)力學(xué)問題，都可以用動(dòng)能定理分析和解答，而且一般都比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械能守恒定律簡捷．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌相距l(xiāng)=0.50m，左端接一電阻R=0.20歐，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T的勻強(qiáng)磁場，方向垂直于導(dǎo)軌平面，導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，并能無摩擦的沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)，當(dāng)ab以=4.0m/s的速度水平向右勻速滑動(dòng)時(shí)，求：

（1）ab棒中感應(yīng)點(diǎn)動(dòng)勢的大��；
（2）回路中感應(yīng)電流的大��；
（3）ab棒中哪端電勢高；
（4）維持ab棒做勻速運(yùn)動(dòng)的水平外力F．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平傳送帶AB長為16m，傳送帶以6.0m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)在水平傳送帶A處無初速度放一質(zhì)量為m小物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）,水平傳送帶與物體之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2；（g=10m/s2）. 求：

（1）小物體從A運(yùn)動(dòng)到B所用的時(shí)間為多少？

（2）若要使小物體從A運(yùn)動(dòng)到B所用的時(shí)間最短，則傳送帶的速度至少應(yīng)為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用靜電的方法來清除空氣中的灰塵，需要首先設(shè)法使空氣中的灰塵帶上一定的電荷，然后利用靜電場對(duì)電荷的作用力，使灰塵運(yùn)動(dòng)到指定的區(qū)域進(jìn)行收集。為簡化計(jì)算，可認(rèn)為每個(gè)灰塵顆粒的質(zhì)量及其所帶電荷量均相同，設(shè)每個(gè)灰塵所帶電荷量為q，其所受空氣阻力與其速度大小成正比，表達(dá)式為F阻=kv（式中k為大于0的已知常量）。由于灰塵顆粒的質(zhì)量較小，為簡化計(jì)算，灰塵顆粒在空氣中受電場力作用后達(dá)到電場力與空氣阻力相等的過程所用的時(shí)間及通過的位移均可忽略不計(jì)，同時(shí)也不計(jì)灰塵顆粒之間的作用力及灰塵所受重力的影響。

（1）有一種靜電除塵的設(shè)計(jì)方案是這樣的，需要除塵的空間是一個(gè)高為H的絕緣圓桶形容器的內(nèi)部區(qū)域，將一對(duì)與圓桶半徑相等的圓形薄金屬板平行置于圓桶的上、下兩端，恰好能將圓桶封閉，如圖10甲所示。在圓桶上、下兩金屬板間加上恒定的電壓U（圓桶內(nèi)空間的電場可視為勻強(qiáng)電場），便可以在一段時(shí)間內(nèi)將圓桶區(qū)域內(nèi)的帶電灰塵顆粒完全吸附在金屬板上，從而達(dá)到除塵的作用。求灰塵顆粒運(yùn)動(dòng)可達(dá)到的最大速率 __________；

（2）對(duì)于一個(gè)待除塵的半徑為R的絕緣圓桶形容器內(nèi)部區(qū)域，還可以設(shè)計(jì)另一種靜電除塵的方案：沿圓桶的軸線有一根細(xì)直導(dǎo)線作為電極，緊貼圓桶內(nèi)壁加一個(gè)薄金屬桶作為另一電極。在直導(dǎo)線電極外面套有一個(gè)由絕緣材料制成的半徑為R0的圓桶形保護(hù)管，其軸線與直導(dǎo)線重合，如圖10乙所示。若在兩電極間加上恒定的電壓，使得桶壁處電場強(qiáng)度的大小恰好等于第（1）問的方案中圓桶內(nèi)電場強(qiáng)度的大小，且已知此方案中沿圓桶半徑方向電場強(qiáng)度大小E的分布情況為E∝1/r，式中r為所研究的點(diǎn)與直導(dǎo)線的距離。

①試通過計(jì)算分析，帶電灰塵顆粒從保護(hù)管外壁運(yùn)動(dòng)到圓桶內(nèi)壁的過程中，其瞬時(shí)速度大小v隨其與直導(dǎo)線的距離r之間的關(guān)系________；

②對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)，教科書中講解了由v - t圖象下的面積求位移的方法。請(qǐng)你借鑒此方法，利用v隨r變化的關(guān)系，畫出1/v隨r變化的圖象，根據(jù)圖象的面積求出帶電灰塵顆粒從保護(hù)管外壁運(yùn)動(dòng)到圓桶內(nèi)壁的時(shí)間____________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，ab和cd是位于水平面內(nèi)的平行金屬軌道，間距為l，其電阻可忽略不計(jì)，ac之間連接一阻值為R的電阻．ef為一垂直于ab和cd的金屬桿，它與ad和cd接觸良好并可沿軌道方向無摩擦地滑動(dòng)．電阻可忽略．整個(gè)裝置處在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于圖中紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)施外力使桿ef以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，桿ef所受的安培力大小為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，三個(gè)電阻R1、R2、R3的阻值相同，允許消耗的最大功率分別為10w、10W，4W，此電路中允許消耗的最大功率為（ ）

A.24 W
B.16 W
C.12 W
D.15 W

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在______(選填“交流”或“直流”)電源上，每隔______s打一次點(diǎn)(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz)．如圖所示為某同學(xué)打出的一條紙帶，他按打點(diǎn)先后順序每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，得到了O、A、B、C、D等幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，并用刻度尺量得OA=1.50cm，AB=1.90cm，BC=2.30cm，CD=2.70cm，則打C點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為_______m/s；小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小a= _______m/s2.（兩個(gè)計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量為的球置于斜面上，被一個(gè)豎直擋板擋住．現(xiàn)用一個(gè)力拉斜面，使斜面在水平面上向右做加速度為的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，忽略一切摩擦，以下說法正確的是（ ）

A. 若加速度增大，豎直擋板對(duì)球的彈力增大

B. 若加速度足夠大，斜面對(duì)球的彈力可能為零

C. 斜面和擋板對(duì)球的彈力及球的重力的的合力等于

D. 無論加速度大小如何，斜面對(duì)球一定有彈力的作用，而且該彈力是一個(gè)定值

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的測量是高中階段重要的實(shí)驗(yàn)．
在某次實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室可以提供的器材有：
a．待測電池：電動(dòng)勢E（約3V）、內(nèi)電阻r（約1Ω）
b．電流表：量程500μA，內(nèi)阻為400Ω
c．電流表：量程1A，內(nèi)阻約0.2Ω
d．滑動(dòng)變阻器：阻值0～600Ω，額定電流0.5A
e．滑動(dòng)變阻器：阻值0～20Ω，額定電流2.5A
f．定值電阻7600Ω
g．定值電阻600Ω
（1）某實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的器材，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮撾娐吩韴D，電路中電流表A1 應(yīng)選擇 ， 電流表A2 應(yīng)選擇 ， 滑動(dòng)變阻器R1應(yīng)選擇 ， 定值電阻R2應(yīng)選擇（請(qǐng)?zhí)顚懫鞑那暗淖帜福?/span>

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖可以寫出電源的電動(dòng)勢和電源內(nèi)阻的關(guān)系為 ， 式中各物理量的意義為 ．

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同步練習(xí)冊答案