15．如圖所示，一個帶正電、電荷量為q、質(zhì)量為m的小球，以大小為v0的豎直向上的初速度，從平行板電容器的兩板正中央O點進入場強為E的勻強電場中，恰好垂直打在M板的N點，已知OM=MN，則小球到達N點的速率和兩板間的電勢差為多少？

分析 微粒在電場中受到重力和電場力兩個力作用，采用運動的分解法可知，微粒在水平方向做勻加速直線運動，豎直方向做豎直上拋運動，兩個分運動時間相同．運用平均速度表示兩個方向的位移，求解打在B點時微粒的速度．根據(jù)運動學(xué)公式求出BC距離，再由U=Ed求出電勢差．

解答 解：設(shè)微粒從A運動到B的時間為t，AC=BC=d，則有
   水平方向：$\frac{v}{2}t=d$
   豎直方向：$\frac{{v}_{0}}{2}t=d$
得：v=v0
研究豎直方向，得到：
${0}^{2}-{v}_{0}^{2}=-2gd$
得：d=$\frac{{v}_{0}^{2}}{2g}$
所以A、B點的電勢差為：U=Ed=$\frac{E{v}_{0}^{2}}{2g}$
答：小球到達N點的速率v0，兩板間的電勢差為$\frac{E{v}_{0}^{2}}{2g}$．

點評 本題微粒做的是非類平拋運動，由于重力和電場力都是恒力，采用的是運動的分解法．常見題型．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

5．如圖所示，在足夠長的光滑絕緣水平直線軌道上方的P點，固定一電荷量為+Q的點電荷．一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的物塊（可視為質(zhì)點的檢驗電荷），從軌道上的A點以初速度v0沿軌道向右運動，當運動到P點正下方B點時速度為v．已知點電荷產(chǎn)生的電場在A點的電勢為φ（取無窮遠處電勢為零），P到物塊的重心豎直距離為h，P、A連線與水平軌道的夾角為60°，k為靜電常數(shù)，下列說法正確的是（　�。�
A．物塊在A點的電勢能EPA=Qφ
B．物塊在A點時受到軌道的支持力大小為mg+$\frac{3\sqrt{3}kqQ}{8{h}^{2}}$
C．點電荷+Q產(chǎn)生的電場在B點的電場強度大小EB=K$\frac{q}{{h}^{2}}$
D．點電荷+Q產(chǎn)生的電場在B點的電勢φB=$\frac{m}{2q}$（v02-v2）+φ

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

6．在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗中：
（1）利用甲圖裝置，小車在橡皮筋的作用下運動，如圖丙的4條紙帶中最符合實驗要求的是B．

（2）某同學(xué)對該實驗進行了更改，如乙圖，把橡皮筋的固定點改為A點，操作如下：
a、將打點計時器固定在一塊平板上，讓紙帶的一端夾在小車后端，另一端穿過打點計時器，將平板安裝有打點計時器的一端適當墊高，調(diào)整高度，直至輕推小車后小車做勻速直線運動．
b、將橡皮筋固定在小車前端．拉長橡皮筋使小車位于靠近打點計時器處，記下小車位置．接通打點計時器電源，釋放小車．
c、用2 條、3 條、4 條、5 條、6 條橡皮筋分別代替1 條橡皮筋重做實驗．
d、在上述實驗中打出的6條紙帶中，分別找出小車開始近似做勻速運動的點，并分別測出勻速運動時的速度v1、v2、v3、v4、v5、v6．
相關(guān)數(shù)據(jù)見下表
實驗次數(shù)條數(shù)速度m/s速度平方m2/s2
111.281.64
221.753.06
332.104.41
442.265.11
552.687.18
662.968.76
①請把操作步驟a補充完整．
②用W0表示一條橡皮筋做的功，請在如圖丁的坐標紙上畫W-v2圖象．
③根據(jù)你畫的W-v2圖象，你認為該同學(xué)第4次實驗操作出現(xiàn)了問題，問題在于該次實驗時小車釋放的位置距離較近（填“遠”或“近”）

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

3．現(xiàn)要用如圖所示的實驗裝置探究“動能定理”：一傾角θ可調(diào)的斜面上安裝有兩個光電門，其中光電門乙固定在斜面上，光電門甲的位置可移動．不可伸長的細線一端固定在帶有遮光片（寬度為d）的滑塊上，另一端通過光滑定滑輪與重物相連，細線與斜面平行（通過滑輪調(diào)節(jié)）．當滑塊沿斜面下滑時，與光電門相連的計時器可以顯示遮光片擋光的時間t，從而可測出滑塊通過光電門時的瞬時速度v．改變光電門甲的位置，重復(fù)實驗，比較外力所做的功W與系統(tǒng)動能的增量△Ek的關(guān)系，即可達到實驗?zāi)康模?br />主要實驗步驟如下：
（1）調(diào)節(jié)斜面的傾角θ，用以平衡滑塊的摩擦力．將帶有遮光片的滑塊置于斜面上，輕推滑塊，使之運動．可以通過遮光片經(jīng)過兩光電門的時間是否相等判斷滑塊是否正好做勻速運動；
（2）按設(shè)計的方法安裝好實驗器材．將滑塊從遠離光電門甲的上端由靜止釋放，滑塊通過光電門甲、乙時，遮光片擋光的時間分別t1和t2，則滑塊通過甲、乙兩光電門時的瞬時速度分別為$\fracvztgbca{{t}_{1}}$和$\fraczdycpce{{t}_{2}}$；
（3）用天平測出滑塊（含遮光片）的質(zhì)量M及重物的質(zhì)量m，用米尺測出兩光電門間的距離s，比較mgs和$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracjbdarlv{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracfupblbk{{t}_{1}}$）2，的大小，在誤差允許的范圍內(nèi)，若兩者相等，可得出合力對物體所做的功等于物體動能的變化量．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

10．某實驗小組采用如圖1所示的裝置來探究“功與速度變化的關(guān)系”實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面？實驗的部分步驟如下：

（1）將一塊一端帶有定滑輪的長木板固定在桌面上，在長木板的另一端固定打點計時器；
（2）把紙帶穿過打點計時器的限位孔，連在小車后端，用細線跨過定滑輪連接小車和鉤碼；
（3）把小車拉到靠近打點計時器的位置，接通電源，從靜止開始釋放小車，得到一條紙帶；
（4）關(guān)閉電源，通過分析小車位移與速度的變化關(guān)系來研究合外力對小車所做的功與速度變化的關(guān)系？
如圖2是實驗中得到的一條紙帶，點O為紙帶上的起始點，A、B、C是紙帶的三個計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點間均有4個點未畫出，用刻度尺測得A、B、C到O的距離如圖所示，已知所用交變電源的頻率為50Hz，問：
（1）打B點時刻，小車的瞬時速度vB=0.40m/s？（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（2）本實驗中，若鉤碼下落高度為h1時合外力對小車所做的功W0，則當鉤碼下落h2時，合外力對小車所做的功為$\frac{{h}_{2}}{{h}_{1}}$W0？（用h1、h2、W0表示）
（3）實驗中，該小組同學(xué)畫出小車位移x與速度v的關(guān)系圖象如圖3所示？根據(jù)該圖形狀，某同學(xué)對W與v的關(guān)系作出的猜想，肯定不正確的是AC（填寫選項字母代號）
A．W∝v         B．W∝v2 C．W∝$\frac{1}{v}$          D．W∝v3
（4）在本實驗中，下列做法能有效地減小實驗誤差的是ABC（填寫選項字母代號）A．把長木板右端適當墊高，以平衡摩擦力
B．實驗中控制鉤碼的質(zhì)量，使其遠小于小車的總質(zhì)量C．調(diào)節(jié)滑輪高度，使拉小車的細線和長木板平行D．先讓小車運動再接通打點計時器．

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科目：高中物理 來源： 題型：作圖題

20．如圖所示，在勻強電場中有一個等邊三角形ABC，且電場線平行于該三角形平面．已知φA=2V，φB=8V，φC=4V．用作圖法，請在圖中畫出過C點的等勢面和過A點的電場線．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

7．物理課上老師拿出了如圖1所示的一套實驗裝置問同學(xué)們可以用來完成高中物理中的哪些學(xué)生實驗，下面是甲、乙、丙三位同學(xué)的不同構(gòu)想．、
（1）甲同學(xué)用此裝置來完成《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》的實驗．
①要完成該實驗，下列做法正確的是：AC（填字母代號）
A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引小車的細繩與長木板保持平行
B．實驗時，應(yīng)讓小車盡量的靠近打點計時器，且應(yīng)先放開小車再接通打點計時器的電源
C．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡小車受到的摩擦力時，不應(yīng)將鉤碼通過定滑輪拴在小車上
D．通過增減小車上的砝碼改變小車質(zhì)量時，需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度
②設(shè)鉤碼的總質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M，實驗中要進行m和M的選取，以下最合理的一組是：C
A．M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
（2）乙同學(xué)用該裝置來完成《探究繩的拉力做功與小車動能變化的關(guān)系》的實驗．
平衡摩擦力后，當他用多個鉤碼牽引小車時，發(fā)現(xiàn)小車運動過快，致使打出的紙帶上點數(shù)較少，難以選到合適的點來計算小車的速度，在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請你利用本實驗的器材提出一個解決辦法：在小車上加適量鉤碼．
（3）丙同學(xué)用該裝置來完成《驗證機械能守恒定律》的實驗．
①實驗中得到了一條紙帶如圖2所示，選擇點跡清晰且便于測量的連續(xù)7個點（標號0～6），測出0到1、2、3、4、5、6點的距離分別為d1、d2、d3、d4、d5、d6，打點周期為T．則打下點2時小車的速度v2=$\frac{cmfsqsu_{3}-itekxrp_{1}}{2T}$；若測得小車的質(zhì)量為M、鉤碼的總質(zhì)量為m，打下點1和點5時小車的速度分別用v1、v5表示，已知重力加速度為g，若不計一切阻力，則驗證點1與點5間系統(tǒng)的機械能守恒的關(guān)系式可表示為mg（d5-dv1）=$\frac{1}{2}$（M+m）（v52-v12）（用相關(guān)的字母表示）．
②下列有關(guān)三位同學(xué)都用以上裝置分別完成各自的實驗中你認為正確的是：CD
A．實驗中甲必須用天平測出小車的質(zhì)量，乙、丙不需要測出小車的質(zhì)量
B．實驗中甲、乙必須將長木板墊起一定角度以平衡摩擦力，丙不需要平衡摩擦力
C．實驗中甲、乙、丙都要滿足鉤碼的質(zhì)量要遠遠小于小車的質(zhì)量
D．實驗中甲、乙、丙都要先接通電源，再放開小車，且小車要盡量靠近打點計時器．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

4．下列關(guān)于重力、彈力、摩擦力的說法正確的是（　　）
A．重力與物體的質(zhì)量和所在的地理位置有關(guān)
B．摩擦力一定與物體的運動方向相反
C．有摩擦力不一定有彈力
D．在粗糙程度一定的情況下，接觸面間的壓力越大，摩擦力也一定越大

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

5．鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高低是不同的，已知內(nèi)外軌道對水平面傾角為θ（如圖），彎道處的圓弧半徑為R，若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時速度大于$\sqrt{gRtanθ}$，則（　�。�
A．內(nèi)軌對內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓B．外軌對外側(cè)車輪輪緣有擠壓
C．火車所受合力大小等于mgtanθD．火車所受合力為零

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同步練習冊答案