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10.如圖所示,平行于紙面的勻強電場中有三點A、B、C,其連線構(gòu)成邊長L=3cm的等邊三角形,現(xiàn)將一電荷量為q1=-1×10-8C的點電荷從A點移到B點,電場力做功為W1=3×10-6J,將另一電荷量為q2=2×10-8C的點電荷從A點移到C點,電荷克服電場力做功為W2=6×10-6J.
(1)求勻強電場的電場強度大小和方向;
(2)一質(zhì)量為m=1×10-6kg、電荷量q=3×10-8C的微粒在B點時的速度方向指向C,隨后恰好通過A點,求該微粒通過A點時的動能.(微粒所受重力不計)

分析 (1)粒子由A沿直線移到B的過程中,電場力做功,求出AB的電勢差,同理求出AC電勢差,根據(jù)電勢差與電勢的關(guān)系即可求得電勢,根據(jù)電場線與等勢線垂直,確定電場強度的方向.根據(jù)勻強電場的電勢差與電場強度的關(guān)系求出場強的大�。�
(2)粒子在電場中做類平拋運動,結(jié)合運動學公式和動能定理求出微粒通過A點時的動能.

解答 解:(1)點電荷q1從A點移到B點,有:
W1=q1UAB…①
代入數(shù)據(jù)解得:UAB=-300V
點電荷q2從A點移到C點,有:
W2=q2UAC…②
代入數(shù)據(jù)解得:UAC=-300V
由UAB=UAC可知B、C兩點電勢相等,過A作AD垂直于BC,如圖所示,
所以電場方向是由D指向A.由勻強電場中場強和電勢的關(guān)系有:
UAC=ELsin60°…③
解得:E=2×104V/m
(2)微粒在B點時的速度方向與電場方向垂直,故微粒從B點到A點是做類平拋運動,設微粒在B點時的速度大小為v0,經(jīng)時間t運動到A點,微粒加速度大小為a
在BC方向上:Lcos60°=v0t…④
在DA方向上:Lsin60°=\frac{1}{2}a{t}^{2}…⑤
又有:qE=ma…⑥
對微粒從B點到A點,由動能定理有:
{E}_{kA}-\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}=q{U}_{BA}…⑦
由④~⑦并代入數(shù)據(jù)可得:EKA=9.75×10-6J.
答:(1)勻強電場的場強大小為2×104V/m,方向由D指向A.
(2)該微粒通過A點時的動能為9.75×10-6J.

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握電勢差與電場強度的關(guān)系,注意d是沿電場線方向上的距離,以及知道電場線與等勢線垂直,由高電勢指向低電勢.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

20.如圖所示,是一傳送裝置,其中AB段粗糙,AB段長為L=1m,動摩擦因數(shù)u=0.5,BC、DEN段均可視為光滑,DEN是半徑為r=0.5m的半圓形軌道,其直徑DN沿豎直方向,C位于DN豎直線上,CD間的距離恰能讓小球自由通過.其中N點又與足夠長的水平傳送帶的右端平滑對接,傳送帶以4m/s的速率沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動,小球與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)也為0.5.左端豎直墻上固定有一輕質(zhì)彈簧,現(xiàn)用一可視為質(zhì)點的小球壓縮彈簧至A點后由靜止釋放(小球和彈簧不粘連),小球剛好能沿圓弧DEN軌道滑下,而始終不脫離軌道.已知小球質(zhì)量m=0.2kg,g取10m/s2
(1)求小球到達D點時速度的大小及彈簧壓縮至A點時所具有的彈性勢能;
(2)小球第一次滑上傳送帶到第一次離開傳送帶的過程中,在傳送帶上留下多長的痕跡?
(3)如果希望小球能沿著半圓形軌道上下不斷地來回運動,且始終不脫離軌道,則傳送帶的速度應滿足什么要求?

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.下面對某原子核衰變的描述中正確的是( �。�
A.放出一個β粒子后,原子核的中子數(shù)減少1,原子序數(shù)少1
B.放出一個β粒子后,原子核的質(zhì)量數(shù)不變,中子數(shù)減少1,質(zhì)子數(shù)增加1
C.放出一個α粒子后,原子核的質(zhì)量數(shù)少4,電荷數(shù)少2
D.γ射線是處于較高能級的原子核向低能級躍遷時釋放的能量

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.公元1543年,哥白尼的著作《天體運行論》正式發(fā)表,該書中提出行星繞太陽做勻速圓周運動,6顆行星運動的示意圖如圖所示.假設行星只受到太陽的引力,按照哥白尼上述的觀點.下列說法中正確的是( �。�
A.太陽對6顆行星的引力一樣大
B.6顆行星中,水星繞太陽運動的角速度最小
C.6顆行星中,土星繞太陽運動的向心加速度最大
D.火星繞太陽運動的周期大于一年

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

5.如圖所示,水平地面上的小車固定有一豎直的桿,桿上套有一小球,桿表面各處粗糙程度相同.當小車在地面上作直線運動時,小球相對桿勻速下滑,下列對該過程的分析,其中正確的是( �。�
A.小球不可能作勻速直線運動
B.小球可能作勻變速直線運動
C.小球的位移一定大于小車的位移
D.如果小車的速度均勻增大,小球的速度也均勻增大

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.如圖所示,一物體在一水平恒力的作用下在光滑的水平面內(nèi)做曲線運動,當物體從M點經(jīng)P點(圖中未標出)運動到N點時,其速度方向恰好改變了90°,由M點運動到P點與從P點運動到N點的時間相等,則( �。�
A.物體在M點的速度vM一定大于N點的速度vN
B.物體在從M點運動到P點與從P點運動到N這兩段時間內(nèi)的速度變化量大小相等,方向相同
C.物體從M點到N點的過程中速率一定是先減小后增大
D.物體從M點到N點的過程中速率一定是先增加后減小

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2.如圖所示,兩個小球從水平地面上方同一點O分別以初速度v1、v2水平拋出,落在地面上的位置分別是A和B,O′是O在地面上的豎直投影,且O′A:AB=2:3.若不計空氣阻力,則兩小球( �。�
A.拋出的初速度大小之比為2:5
B.落地速度的大小之比為2:3
C.落地速度與水平地面夾角的正切值之比為1:3
D.通過的位移大小之比為1:\sqrt{3}

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

19.質(zhì)量分別為m1和m2雙星繞其連線上某一點做勻速圓周運動,已知它們之間的距離為R,求它們的軌道半徑和周期分別是多少.

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16.如圖1所示為“驗證機械能守恒定律”實驗裝置,實驗目的是驗證重物自由下落過程中機械能是否守恒,已知當?shù)刂亓铀俣萭=9.79m/s2,打點計時器交流電源的頻率為50HZ.

(1)實驗中需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h,某小組利用實驗測得到的紙袋,設計了以下四種測量方案:
A.用刻度尺測出物體下落的高度h,并測出下落時間t,通過v=gt計算出瞬時速度v
B.用刻度尺測出物體下落的高度h,并通過v=\sqrt{2gh} 計算瞬時速度v
C.根據(jù)做勻變速直線運動時紙袋上某點的瞬時速度,等于這點前后相鄰兩點間的平均速度,測算出瞬時速度v,并通過h=\frac{{v}^{2}}{2g}計算出高度hD.用刻度尺測出物體下落的高度h,根據(jù)做勻變速直線運動時紙袋上某點的瞬時速度,等于這點前后相鄰兩點的平均速度,測算出瞬時速度v.
正確的實驗方案是D
(2)某實驗小組同學打出如圖2所示紙帶,已測得計數(shù)點A,B,C,D,E五個計數(shù)點與O點的距離為4.57cm,9.53cm,14.88cm,20.61cm,26.73cm,相鄰計數(shù)點時間的時間間隔T=0.02s,取打A點時重物高度為重力勢能為零點,重物質(zhì)量為m,則打C點時重物的動能為3.84m,重力勢能為-1.01m.(保留3位有效數(shù)).

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