- 电磁学
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如图所示,P、Q、A、B四个点在同一条直线上,分别把两个正、负点电荷置于P、Q两点。A、B两点间的电势差用U表示,A点的电场强度用E表示。若把Q点的点电荷的电荷量减半,则
正确答案
解析
略
知识点
真空中相距为3a的两个点电荷M、N,分别固定于x轴上x1=0和x2=3a的两点上,在它们连线上各点场强E随x变化关系如图所示,以下判断正确的是
正确答案
解析
略
知识点
下列说法正确的有( )
正确答案
解析
略
知识点
如图所示,固定的半圆形绝缘光滑轨道置于正交的匀强电场和匀强磁场叠加的区域中。轨道半径为R,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外,电场强度为E,方向水平向左。
(1)一个质量为m的小球(可视为质点)放在轨道上的C点恰好处于静止,圆弧半径OC与水平直径AD的夹角为α(sinα=0.8,cosα=0.6)。求小球所电荷量;试说明小球带何种电荷并陈述理由。
(2)如果将小球从A点由静止释放,小球在圆弧轨道上运动时,对轨道的最大压力是多少?
(3) 若将小球从A点由静止释放,小球沿圆弧轨道运动到最低点时,与另一个质量也为m且静止在O点正下方P点的不带电小球(可视为质点)发生碰撞,设碰撞过程历时可以忽略且无机械能损失也无电荷转移。两小球在运动过程中始终没有脱离圆弧轨道。求第一次碰撞后到第二次碰撞前,两小球在圆弧轨道上上升的最大高度各是多少?
正确答案
见解析。
解析
(1)小球在C点受重力、电场力和轨道的支持力处于平衡,电场力的方向一定是向左的,与电场方向相同,如图所示。因此小球带正电荷。
FNcosα=qE
FNsinα=mg
小球带电荷量
(2)小球从A点释放后,沿圆弧轨道下滑,还受方向指向轨道的洛伦兹力F洛,力F洛随速度增大而增大,小球通过C点时速度(设为v)最大,力F洛最大,且qE和mg的合力方向沿半径OA,因此小球对轨道的压力最大。
由
通过C点的速度v=
小球在重力、电场力、洛伦兹力和轨道对它的支持力作用下沿轨道做圆周运动,有
F-mgsinα-qEcosα-qvB=
最大压力等于支持力F=。
(3)小球1从A点滑下到达P点时速度为vp,由动能定理
可得
小球1与小球2发生无机械能损失的碰撞,碰后速度分别设为v1和v2,由动量守恒和能量关系
解方程可得 v1=0,
碰后小球2仍不带电,向右沿圆轨道上滑,小球2上升的最大高度设为h2,由机械能守恒定律
可得
碰后小球1质量和电量都不变,从P点开始无初速向左沿圆轨道上滑至最高点F,设∠AOF为β,小球1上升的最大高度为h1,由动能定理
由几何关系可得
由以上两式可得
知识点
如图,水平线上的 O 点放置一点电荷,图中画出电荷周围对称分布的几条电场线。以水平线上的某点 O’为圆心画一个圆,与电场线分别相交于 a、b、c、d、e,下列说法正确的是
正确答案
解析
略
知识点
如图所示,水平面上放有一长为l的绝缘材料做成的滑板,滑板的右端有一固定竖直挡板。一质量为m、电荷量为+q的小物块放在滑板的左端。已知滑板的质量为8m,小物块与板面、滑板与水平面间的摩擦均不计,滑板和小物块均处于静止状态。某时刻使整个装置处于场强为E、方向水平向右的匀强电场中,小物块与挡板第一次碰撞后的速率为碰前的。求:
(1)小物块与挡板第一次碰撞前瞬间的速率v1;
(2)小物块与挡板第二次碰撞前瞬间的速率v2;
(3)小物体从开始运动到第二次碰撞前,电场力做的功W。
正确答案
见解析。
解析
(1)对小物块,根据动能定理:
(2)小物块与挡板碰撞过程动量守恒,设小物块与挡板碰撞后的速度为,所以:
依题意:
若时,
该情况不符合实际应舍去。
若时,
在小物块第一次与挡板碰撞之后到第二次与挡板碰撞之前,小物块做匀减速直线运动,滑板做匀速直线运动,从第一次碰撞后到第二次碰撞前,小物块和滑板相对于地面的位移相同,固有: 解得:
(3)设第一次碰撞过程中能量损失为
根据动量守恒:
能量守恒定律:
运算得到:
第二次碰撞前瞬间:
滑板速度:
根据功能原理:
知识点
如图所示,一边长为l的正方形,其中a、b、c三个顶点上分别固定了三个电荷量相等的正点电荷Q,O点为正方形的中心,d点为正方形的另一个顶点。以下关于O点和d点说法正确的是
正确答案
解析
略
知识点
空间某一静电场中,沿轴的电势
分布如图所示,
轴上两点B、C点电场强度在
方向上的分量分别是
、
,则
正确答案
解析
略
知识点
A、B是一条电场线上的两点,若在A点释放一初速为零的电子,电子仅在电场力作用下沿电场线从A运动到B,其电势能W随位移s变化的规律如图所示,设A、B两点的电场强度分别为EA和EB,电势分别为和
,则
正确答案
解析
略
知识点
20.已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为,其中σ为平面上单位面积所带的电荷量,ε0为常量。如图所示的平行板电容器,极板正对面积为S,其间为真空,带电量为Q。不计边缘效应时,极板可看作无穷大导体板,则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为( )
正确答案
解析
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知识点
对下列物理公式的理解,说法正确的是:
正确答案
解析
略
知识点
如图所示,a、b是x轴上关于O点对称的两点,c、d两点在y轴上关于O点对称,cd上分别固定一等量异种点电荷,带正电的检验电荷仅在电场力的作用下从a点沿曲线运动到b点,E为第一象限内轨迹上的一点,以下说法正确的是:
正确答案
解析
略
知识点
下列说法正确的是:
正确答案
解析
略
知识点
如图所示,绝缘细线下挂着一带电小球,它的质量为m,整个装置处于水平向右的匀强电场中。小球平衡时,细线与竖直方向的夹角为θ,重力加速度为g,则( )
正确答案
解析
略
知识点
瀑雨前,有一云层(相当于带电体)正慢慢靠近地面,某野外地面附近有一质量较小的带电体被吸上天空,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
略
知识点
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