【題目】在同一豎直線上的A、B兩點，固定有等量的異種點電荷，電量為q，正、負如圖所示，ΔABC為一等邊三角形(邊長為L)，CD與AB垂直且與右側(cè)豎直光滑的1/4圓弧軌道的最低點C相切，已知圓弧的半徑為R，現(xiàn)把質(zhì)量為m帶電量為+Q的小球(可視為質(zhì)點)由圓弧的最高點M靜止釋放，到最低點C時速度為v0。已知靜電力恒量為k，重力加速度為g，現(xiàn)取D為電勢零點，求：

（1）小球在C點受到的電場力的大小和方向；

（2） 在最低點C軌道對小球的支持力FN多大？

（3）在等量異種電荷A、B的電場中，M點的電勢φM?

【答案】（1） （2） （3）

【解析】試題分析：小球在C點時，受到+q和-q兩個電場力作用，根據(jù)庫侖定律和力的合成法求解；由牛頓運動定律，可得軌道對小球的支持力，球由最高點M運動到C的過程中，由動能定理得MC兩點的電勢差，又等量異種電荷中垂線上的電勢相等即C、D是等電勢，可得M點的電勢。

（1）+Q到達最低點C時，+q與-q對其的電場力F1、F2是大小相等的，有

又因為△ABC為一等邊三角形，易知F1、F2的夾角是120°

所以二者的合力為： ，且方向是豎直向下

（2）由牛頓運動定律：

可得軌道對小球的支持力：

（3）小球由最高點M運動到C的過程中，由動能定理得：

可得MC兩點的電勢差為：

又等量異種電荷中垂線上的電勢相等即C、D是等電勢的

所以M點的電勢為：

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】研究小車勻變速直線運動的實驗裝置如圖（a）所示，其中斜面傾角θ可調(diào)，打點計時器的工作頻率為50Hz，紙帶上計數(shù)點的間距如圖（b）所示，其中每相鄰兩點之間還有4個記錄點未畫出．

①部分實驗步驟如下：

A．測量完畢，關閉電源，取出紙帶

B．接通電源，待打點計時器工作穩(wěn)定后放開小車

C．將小車依靠在打點計時器附近，小車尾部與紙帶相連

D．把打點計時器固定在平板上，讓紙穿過限位孔

上述實驗步驟的正確順序是：_______（用字母填寫）

②圖（b）中標出的相鄰兩計數(shù)點的時間間隔T=_______s

③計數(shù)點5對應的瞬時速度大小計算式為v5=_______．

④為了充分利用記錄數(shù)據(jù)，減小誤差，小車加速度大小的計算式應為a=_______．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】避險車道是指在長陡下坡路段行車道外側(cè)增設的供速度失控車輛駛離正線安全減速的專用車道，是避免惡性交通事故的重要設施,由制動坡床和防撞設施等組成,如圖豎直平面內(nèi),制動坡床視為與水平面夾角為θ的斜面。一輛長12 m的載有貨物的貨車因剎車失靈從干道駛?cè)胫苿悠麓?當車速為23 m/s時,車尾位于制動坡床的底端,貨物開始在車廂內(nèi)向車頭滑動,當貨物在車廂內(nèi)滑動了4 m時,車頭距制動坡床頂端38 m,再過一段時間,貨車停止。已知貨車質(zhì)量是貨物質(zhì)量的4倍,貨物與車廂間的動摩擦因數(shù)為0.4;貨車在制動坡床上運動受到的坡床阻力大小為貨車和貨物總重的0.44倍。貨物與貨車分別視為小滑塊和平板,取cosθ=1,sinθ=0.1,g=10 m/s2。求:

（1）貨物在車廂內(nèi)滑動時加速度的大小和方向;

（2）貨車的加速度大�。�

（3）貨物相對貨車滑動4m時的時間和此時貨物的位移；

（4）制動坡床的長度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】第二屆夏季青年奧林匹克運動會將于2014年8月在南京舉行，青奧會比賽將在“三大場館區(qū)”的15個不同競賽場館進行26個項目比賽，將向世界奉獻一屆精彩的青奧會。在考察下列運動員的比賽成績時，可視為質(zhì)點的是（ ）

A.跳水B.環(huán)法自行車比賽C.擊劍D.體操

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個小球從光滑固定斜面頂端由靜止滑下，依次經(jīng)過A、B、C、D四點，已知經(jīng)過AB、BC和CD三段所用時間分別為t、2t和3t，通過AB段和BC段的位移分別為x1和x2，則下列說法正確的是

A. 一定有x2=3x1

B. 小球在B點的瞬時速度大小為

C. 小球的加速度大小為

D. CD段位移大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在一種“子母球”表演中，讓同一豎直線上的小球A和小球B，從距水平地面的高度為kh（k＞1）和h處同時由靜止釋放，如圖所示．設小球A、B的質(zhì)量分別為2m和m，小球與地面碰撞后以原速率反彈，忽略碰撞時間和空氣阻力．若要小球B在第一次上升過程中能與正在下落的小球A相碰，則k可以取下列哪些值（　�。�

A.8
B.6
C.4
D.2

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【題目】將如圖所示的交變電壓加在平行板電容器A、B兩極板上，開始B板電勢比A板電勢高，這時有一個原來靜止的電子正處在兩板的中間，它在靜電力作用下開始運動，設A、B兩極板間的距離足夠大，下列說法正確的是（ ）

A．電子一直向著A板運動

B．電子一直向著B板運動

C．電子先向A板運動，然后返回向B板運動，之后在A、B兩板間做周期性往復運動

D．電子先向B板運動，然后返回向A板運動，之后在A、B兩板間做周期性往復運動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，QB段為一半徑為R=1m的光滑圓弧軌道，AQ段為一長度為L=1m的粗糙水平軌道，兩軌道相切于Q點，Q在圓心O的正下方，整個軌道位于同一豎直平面內(nèi)。物塊P的質(zhì)量為m=1kg（可視為質(zhì)點），P與AQ間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，若物塊P以速度v0從A點滑上水平軌道，到C點后又返回A點時恰好靜止。（取g=10m/s2）求：
（1）v0的大��；
（2）物塊P第一次剛通過Q點時對圓弧軌道的壓力。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示甲、乙兩個電路，都是由一個靈敏電流計G和一個變阻器R組成，它們之中一個是測電壓的電壓表，另一個是測電流的電流表，那么以下結(jié)論中正確的是(　　)

A. 甲表是電壓表，乙表是電流表

B. R增大時甲表量程增大

C. R增大時乙表量程增大

D. 上述說法都不對

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