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题型:简答题
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简答题 · 21 分

26.如图所示,在绝缘水平面上的P点放置一个质量为kg的带负电滑块A,带电荷量C.在A的左边相距m的Q点放置一个不带电的滑块B,质量为kg,滑块B距左边竖直绝缘墙壁s=0.15m.在水平面上方空间加一方向水平向右的匀强电场,电场强度为N/C,使A由静止释放后向左滑动并与B发生碰撞,碰撞的时间极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动,与墙壁发生碰撞时没有机械能损失,两滑块都可以视为质点.已知水平面OQ部分粗糙,其余部分光滑,两滑块与粗糙水平面OQ间的动摩擦因数均为μ=0.50,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2.求:

(1)A经过多少时间与B相碰?相碰结合后的速度是多少?

(2)AB与墙壁碰撞后在水平面上滑行的过程中,离开墙壁的最大距离是多少?

(3)A.B相碰结合后的运动过程中,由于摩擦而产生的热是多少?通过的总路程是多少?

正确答案

(1)由于PQ部分光滑,滑块A只在电场力作用下加速运动

设经时间t与B相碰,A与B相遇前的速度大小为,结合后的共同速度大小为

,  

解得t=0.3m / s ,

滑块A.B碰撞的过程中动量守恒,即

(2)两滑块共同运动,与墙壁发生碰撞后返回,第一次速度为零时,两滑块离开墙壁的距离最大,设为,在这段过程中,由动能定理得解得

(3)由于,即电场力大于滑动摩擦力,AB向右速度为零后在电场力的作用下向左运动,最终停在墙角O点处,

设由于摩擦而产生的热为Q,由能量守恒得

设AB第二次与墙壁发生碰撞后返回,滑块离开墙壁的最大距离为,假设<s,在这段过程中,由动能定理得   解得L2≈0.064m, ,符合假设,即AB第二次与墙壁发生碰撞后返回停在Q点的左侧,以后只在粗糙水平面OQ上运动。

设在粗糙水平面OQ部分运动的总路程,则  =0.6m,

设AB相碰结合后的运动过程中通过的总路程是,则

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知识点

动能定理的应用电势能和电势
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

18.如图所示,有一对等量异种电荷分别位于空间中的a点和f点,以a点和f点为顶点作一正立方体,现在各顶点间移动一试探电荷,关于试探电荷受电场力和具有的电势能以下判断正确的是(     )

A在b点和d点受力大小相等,方向相同

B在c点和h点受力大小相等,方向相同

C在b点和d点电势能相等

D在c点和h点电势能相等

正确答案

B,C

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库仑定律电势能和电势
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

19.如图所示,虚线为电场中的三个等差等势面,实线为一竖直绝缘板,带正电的质点从静止开始能沿板竖直下落。质点在电场运动过程中下列说法正确的是(     )

A三个等势面中,的电势最高

B质点的电势能逐渐减小

C质点对板的压力逐渐变小

D质点的重力势能逐渐减小

正确答案

D

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重力势能电势能和电势
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

20.如图所示,在一真空区域中,AB、CD是圆O的两条直径,在A、B两点上各放置一个电荷量为+Q的点电荷,关于C、D两点的电场强度和电势,下列说法正确的是(    )

A场强相同,电势相等

B场强不相同,电势相等

C将一正电荷从C点移到D点,电场力不做功

D将一正电荷从C点移到D点,电场力做正功

正确答案

B,C

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电场强度及其叠加电势能和电势
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

19.两个点电荷Q1、Q2固定于x轴上,将一带正电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近Q2(位于坐标原点)的过程中,试探电荷的电势能Ep随位置变化的关系如图所示,则下列判断正确的是(    )

AM点电势为零,N点场强为零

BM点场强为零,N点电势为零

CQ1带负电,Q2带正电,且Q2电荷量较小

DQ1带正电,Q2带负电,且Q2电荷量较大

正确答案

A,C

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电场强度及其叠加电势能和电势
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

20.如图所示,一个电量为+Q的点电荷甲,固定在绝缘水平面上的O点,另一个电量为-q、质量为m的点电荷乙从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动,到B点时速度最小且为v,已知静电力常量为k,点电荷乙与水平面的动摩擦因数为μ,AB间距离为L,则(   )

AOB两点间的距离为

B从A到B的过程中,点电荷乙的电势能增加了

C从A到B的过程中,电场力对点电荷乙做的功为

D从A到B的过程中,点电荷乙做加速度越来越小的减速运动

正确答案

A,C,D

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动能定理的应用电势能和电势
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

17.M、N是某电场中一条电场线上的两点,若在M点释放一个初速度为零的电子,电子仅受电场力作用,并沿电场线由M点运动到N点,其电势能随位移变化的关系如图所示,则下列说法正确的是(    )

A电子在N点动能小于在M点动能

BN点电场强度小于M点电场程度

C若作该电子运动的v – t图像则图像的斜率越来越大

D电子运动的轨迹为曲线

正确答案

B

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电势能和电势
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

20.如图所示,点电荷A、B是带电量为Q的正电荷,C、D是带电量为Q的负电荷,它们处在一个矩形的四个顶点上。它们产生静电场的等势面如图中虚线所示,在电场中对称的有一个正方形路径abcd(与ABCD共面),如实线所示,O为正方形与矩形的中心。取无穷远处电势为零,则:(    )

AO点电势为零,场强为零

Bb、d两点场强相等.电势相等

C将电子沿正方形路径移动,电场力先做负功,后做正功。

D将质子沿直线路径移动,电势能先减少后增加

正确答案

C

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电势能和电势等势面
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

15.一电子在电场中由a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示,图中平行实线是等势面。则下列说法中正确的是(   )

Aa点的电势比b点低

B电子在a点的加速度方向向右

C电子从a点到b点动能减小

D电子从a点到b点电势能减小

正确答案

C

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知识点

电势能和电势带电粒子在匀强电场中的运动
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

21.两个点电荷Q1,Q2固定于x轴上,将一带正电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近Q2(位于坐标原点O),在移动过程中,试探电荷的电势能随位置的变化关系如图所示。则下列判断正确的是(    )

AM点电势为零,N点场强为零

BM点场强为零,N点电势为零

CQ1带负电,Q2带正电,且Q2电荷量较小

DQ1带正电,Q2带负电,且Q2电荷量较小

正确答案

A,C

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知识点

电势能和电势
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