【題目】為研究一均勻帶電球體A周圍靜電場(chǎng)的性質(zhì)，小華同學(xué)在干燥的環(huán)境中先將A放在一絕緣支架上（如圖甲所示），再將另一小球B用絕緣細(xì)線懸掛在玻璃棒上，調(diào)節(jié)玻璃棒的高度，使兩個(gè)球的球心在同一水平線上。當(dāng)B球穩(wěn)定于P點(diǎn)時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角為θ。已知小球B的質(zhì)量為m，所帶電荷量為-q，且q遠(yuǎn)小于球A所帶的電荷量，球A與球B之間的距離遠(yuǎn)大于兩球的半徑。

（1）根據(jù)上述信息

求：①A球激發(fā)的電場(chǎng)在P點(diǎn)的方向

②A球激發(fā)的電場(chǎng)在P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小E0

（2）現(xiàn)緩慢移動(dòng)鐵架臺(tái)，并調(diào)節(jié)玻璃棒的高度，使小球B從P點(diǎn)沿水平方向逐步移動(dòng)到Q點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出P點(diǎn)正右方不同位置到P點(diǎn)的距離x，并采取上述方法確定出該位置對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E，然后作出E-x圖象，如圖乙所示，x軸上每小格代表的距離均為x0，且為已知量。

①根據(jù)圖象估算P、Q兩點(diǎn)間電勢(shì)差UPQ的大�。�

②根據(jù)圖像定性說(shuō)明A球正右方單位長(zhǎng)度的電勢(shì)差隨x的變化情況。

【答案】（1）①水平向右②

（2）①或

②A球正右方單位長(zhǎng)度的電勢(shì)差隨x的增大而變小

【解析】（1）①小球B在P點(diǎn)受到的電場(chǎng)力水平向右

②小球B在P點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài)，設(shè)小球B所受電場(chǎng)力為F0，細(xì)線的拉力為T0，受力情況如圖：

由圖可知：

P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為：

解得：

（2）①因E-x圖象中圖線與坐標(biāo)軸所圍的面積表示電勢(shì)差的大小，所以可用圖線與坐標(biāo)軸所圍成的圖形中，小正方形的數(shù)目表示電勢(shì)差的量值．每1個(gè)小正方形的面積所代表的電勢(shì)差U0=x0

P、Q兩點(diǎn)間E-x圖線與坐標(biāo)軸所圍面積約有28（26~30）個(gè)小正方形，所以電勢(shì)差： UPQ=28U0=x0或 UPQ =2.8 E0x0

②由E-x圖線與坐標(biāo)軸所圍面積隨x的變化情況可知，A球正右方單位長(zhǎng)度的電勢(shì)差隨x的增大而變�。�

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為20∶1，原線圈接正弦交流電源，副線圈接入“220 V，60 W”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光，則

A. 原線圈電壓最大值為4400V B. 電源輸出功率為1 200 W

C. 電流表的示數(shù)為3/220 A D. 原線圈端電壓為11 V

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)相切，半圓形導(dǎo)軌的半徑為R一個(gè)質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一向右的速度后脫離彈簧，當(dāng)它經(jīng)過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌的瞬間對(duì)軌道的壓力為其重力的8倍，之后向上運(yùn)動(dòng)恰能到達(dá)最高點(diǎn)C （不計(jì)空氣阻力）試求：

（1）物體在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能；

（2）物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)的過(guò)程中阻力所做的功；

（3）物體離開(kāi)C點(diǎn)后落回水平面時(shí)的位置與B點(diǎn)的距離。

【答案】（1）3.5mgR（2）－mgR（3）2R

【解析】(1)設(shè)物體在B點(diǎn)的速度為vB，對(duì)軌道的壓力為FNB，

則有：FNB－mg＝又FNB＝8mg ∴mvB2＝3.5mgR

由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律可知：彈性勢(shì)能Ep＝mvB2＝3.5mgR……………….(4分)

(2)設(shè)物體在C點(diǎn)的速度為vC

由題意可知：mg＝

物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，設(shè)阻力做的功為W，由動(dòng)能定理得W－2mgR＝mvC2－mvB2

解得W＝－mgR………………………(4分)

(3)物體離開(kāi)C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)落地點(diǎn)與B點(diǎn)的距離為s，

由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得s＝vCt,2R＝gt2

解得s＝2R………………………. （2分）

本題考查圓周運(yùn)動(dòng)，在B點(diǎn)由彈力和重力提供向心力，由A點(diǎn)到B點(diǎn)，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能，由此可求得彈性勢(shì)能，在C點(diǎn)由重力提供向心力，從B點(diǎn)到C點(diǎn)應(yīng)用動(dòng)能定理可求得克服阻力做功

【題型】解答題
【結(jié)束】
12

【題目】一平臺(tái)的局部如圖甲所示，水平面光滑，豎直面粗糙，物體B與豎直面動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，右角上固定一定滑輪，在水平面上放著一質(zhì)量mA=1.0kg，大小可忽略的物塊A，一輕繩繞過(guò)定滑輪，輕繩左端系在物塊A上，右端系住物塊B，物塊B質(zhì)量mB=1.0kg物塊B剛好可與豎直面接觸。起始時(shí)令兩物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)，繩被拉直，設(shè)物體A距滑輪足夠遠(yuǎn)，臺(tái)面足夠高，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，忽略滑輪質(zhì)量及其與軸之間的摩擦，g取10m/s2，求

（1）同時(shí)由靜止釋放AB，經(jīng)t=1s，則A的速度多大；

（2）同時(shí)由靜止釋放AB，同時(shí)也對(duì)物塊B施加力F，方向水平向左，大小隨時(shí)間變化如圖乙所示，求物塊B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度和物塊B經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)停止運(yùn)動(dòng)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量m1＝5kg的物體，置于一粗糙的斜面體上，斜面傾角為30°，用一平行于斜面的大小為30N的力F推物體，物體沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)．斜面體質(zhì)量m2＝10kg，且始終靜止，g取10m/s2，求：

（1）斜面體對(duì)物體的摩擦力；

（2）地面對(duì)斜面體的摩擦力和支持力．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)人用一根長(zhǎng)1 m、只能承受74 N拉力的繩子，拴著一個(gè)質(zhì)量為1 kg的小球，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，已知圓心O離地面的高度為h＝6 m。轉(zhuǎn)動(dòng)中小球在最低點(diǎn)時(shí)繩子恰好斷了．(g取10 m/s2)

(1)繩子斷時(shí)小球運(yùn)動(dòng)的角速度為多大？

(2)繩斷后，小球落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)間的水平距離是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在電場(chǎng)中把2.0×10－9C的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做功1.5×10－7J。再把這個(gè)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，靜電力做功-4.0×10－7J。A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別用φA、φB、φC表示，則

A. φA＞φB＞φC

B. φC＞φA＞φB

C. φA－φC＝275V

D. 若把-1.5×10－9C的電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，則靜電力做功1.875×10－7J

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在真空中，正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)A、B、C分別固定三個(gè)等量點(diǎn)電荷，電性如圖所示；a、b、c為三角形三個(gè)邊的中點(diǎn)，O為三角形的中心，c、e之間額距離大于b、d之間的距離。下列判斷正確的是

A. a、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同

B. b、c兩點(diǎn)的電勢(shì)相等

C. c、e兩點(diǎn)的電勢(shì)相等

D. e點(diǎn)的電勢(shì)高于d點(diǎn)的電勢(shì)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊B放在水平面上，質(zhì)量m＝2kg，受到一個(gè)斜向下的與水平方向成 ＝37°的推力F＝10 N的作用，從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù) ＝0.25。運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，在其正上方離水平面高h＝0.8 m處有一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A以v1＝5 m/s的初速度開(kāi)始向右做平拋運(yùn)動(dòng)，小球A第一次落地時(shí)恰好擊中B，(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10 m/s2)。求：

(1)滑塊B運(yùn)動(dòng)的加速度的大小。

(2)滑塊B運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)的速度大小。

(3)滑塊B從靜止運(yùn)動(dòng)到圖示位置的時(shí)間。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】磁流體發(fā)電機(jī)，又稱等離子發(fā)電機(jī)，是根據(jù)霍爾效應(yīng)，利用導(dǎo)電流體與磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而發(fā)電的新型發(fā)電機(jī)。磁流體發(fā)電機(jī)的原理如圖所示。在相距為d，且足夠長(zhǎng)的甲、乙兩金屬板間加有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩板通過(guò)開(kāi)關(guān)S和燈泡相連。將氣體加熱到使之高度電離，由于正負(fù)電荷一樣多，且?guī)щ娏烤鶠?/span>q，故稱為等離子體。將其以速度v噴入甲、乙兩板之間，這時(shí)甲、乙兩板就會(huì)聚集電荷，產(chǎn)生電壓，它可以直接把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能。試問(wèn)：

(1)圖中哪個(gè)極板是發(fā)電機(jī)的正極？

(2)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)多大？

(3)設(shè)噴入兩極間的離子流每立方米有n對(duì)一價(jià)正負(fù)離子，等離子體流的截面積為S，則發(fā)電機(jī)的最大功率多大？

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