如圖所示,有三根完全相同、原長(zhǎng)均為L(zhǎng)0的絕緣輕質(zhì)橡皮筋,其中兩根的一端固定在天花板上的O點(diǎn),另一端分別連接質(zhì)量均為m的帶電小球A、B,它們所帶的電荷量分別為-q和+q,A、B之間用第三根橡皮筋連接起來(lái)。由于空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),平衡時(shí)三根橡皮筋的長(zhǎng)度均為原長(zhǎng)的32。已知橡皮筋滿足胡克定律并始終在彈性限度內(nèi),兩小球所帶電荷量始終不變,兩小球間的靜電力不計(jì),重力加速度大小為g。求:
(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E;
(2)若只剪斷A、B之間的橡皮筋,A、B球最后再次平衡時(shí),小球A電勢(shì)能的減少量和小球B重力勢(shì)能的增加量;
(3)若改為只剪斷OB之間的橡皮筋,平衡時(shí)A、B球系統(tǒng)電勢(shì)能的變化量。
3
2
【考點(diǎn)】電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系;勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系;常見力做功與相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化;牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用;庫(kù)侖定律的表達(dá)式及其簡(jiǎn)單應(yīng)用;牛頓第三定律的理解與應(yīng)用.
【答案】(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E為;
(2)小球A電勢(shì)能的減少量和小球B重力勢(shì)能的增加量分別為、mgL0;
(3)平衡時(shí)A、B球系統(tǒng)電勢(shì)能的變化量為。
3
mg
q
(2)小球A電勢(shì)能的減少量和小球B重力勢(shì)能的增加量分別為
3
2
mg
L
0
3
-
1
2
(3)平衡時(shí)A、B球系統(tǒng)電勢(shì)能的變化量為
3
-
1
4
mg
L
0
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/7/26 8:0:9組卷:99引用:3難度:0.4
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1.如圖,一絕緣且粗糙程度相同的豎直細(xì)桿與兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷+Q、Q連線的中垂線重合,細(xì)桿和+Q、-Q均固定,A、O、B為細(xì)桿上的三點(diǎn),O為+Q、-Q連線的中點(diǎn),AO=BO.現(xiàn)有電荷量為q、質(zhì)量為m的小球套在桿上,從A點(diǎn)以初速度v0向B滑動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度恰好為0。則可知( )
A.從A到B,小球的電勢(shì)能始終不變,受到的電場(chǎng)力先增大后減小 B.從A到B,小球的加速度先減小后增大 C.小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的速度大小為 v022D.小球從A到O與從O到B,重力的沖量相等 發(fā)布:2024/12/29 21:0:1組卷:381引用:3難度:0.2 -
2.如圖所示,真空中固定一正點(diǎn)電荷,圖中實(shí)線為點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的幾個(gè)等勢(shì)面,虛線是某一帶電粒子通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,MN是軌跡上兩點(diǎn)。若帶電粒子只受到電場(chǎng)力作用。可判斷( )
A.粒子帶正電荷 B.帶電粒子在M、N兩點(diǎn)的加速度M點(diǎn)大 C.帶電粒子在M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)能N點(diǎn)大 D.帶電粒子在M、N兩點(diǎn)的速度N點(diǎn)大 發(fā)布:2024/12/29 21:0:1組卷:48引用:3難度:0.6 -
3.如圖所示,四個(gè)等量異種的點(diǎn)電荷,放在正方形的四個(gè)頂點(diǎn)處。A、B、C、D為正方形四個(gè)邊的中點(diǎn),O為正方形的中心,下列說(shuō)法正確的是( )
A.A、C兩個(gè)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反 B.O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度等于零 C.將一帶正電的試探電荷從B點(diǎn)沿直線移動(dòng)到D點(diǎn),電場(chǎng)力做正功 D.O點(diǎn)的電勢(shì)低于A點(diǎn)的電勢(shì) 發(fā)布:2024/12/29 23:30:1組卷:153引用:2難度:0.5
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