上海高中物理电场典型计算题有答案Word格式.docx
《上海高中物理电场典型计算题有答案Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《上海高中物理电场典型计算题有答案Word格式.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
（3）如果滑块能离开电场区域，试求出电场力对滑块所做的功W与电场力F的函数关系，并在图2上画出功W与电场力F的图像。
3在光滑的绝缘水平面上，相隔2L的A、B两点固定有两个电量均为Q的正点电荷，a、O、b是A、B连线上的三点，O为中点，Oa=Ob=。
一质量为m、电量为q的检验电荷以初速度v0从a点出发沿A、B连线向B运动，在运动过程中，除库仑力外，检验电荷受到一个大小恒定的阻力作用，当它运动到O点时，动能为初动能的n倍，到b点时速度刚好为零。
已知静电力恒量为k，设O处电势为零，求：
（1）a点的场强大小；
（2）恒定阻力的大小；
（3）a点的电势。
+
++
a
b
4．（14分）静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布如图所示，图中0和d为已知量。
一个带负电的粒子在电场中以x＝0为中心、沿x轴方向做周期性运动。
已知该粒子质量为m、电量为－q，其动能与电势能之和为－E（0＜E＜q0）。
忽略重力。
求：
（1）粒子所受电场力的大小；
x
0
d
－d
（2）粒子离中心的最大距离；
（3）粒子的运动周期。
5．（14分）如图所示，两个绝缘斜面与绝缘水平面的夹角均为α=450，水平面长d，斜面足够长，空间存在与水平方向成450的匀强电场E，已知。
一质量为m、电荷量为q的带正电小物块，从右斜面上高为d的A点由静止释放，不计摩擦及物块转弯时损失的能量。
小物块在B点的重力势能和电势能均取值为零。
试求：
（1）小物块下滑至C点时的速度大小
（2）在AB之间，小物块重力势能与动能相等点的位置高度h1
（3）除B点外，小物块重力势能与电势能相等点的位置高度h2
6．（14分）如图所示，在光滑绝缘水平面上，固连在一起的三根绝缘轻杆OA、OB、OC互成120°
角，可绕固定轴O在水平面内无摩擦自由转动。
杆上A、B、C三点分别固定着三个质量相同的带电小球，其质量均为m，电量分别为+q、+q和-2q。
已知OA＝OB＝2L，OC＝L。
空间存在场强大小为E，方向水平向右的匀强电场，OC杆与电场方向垂直。
问
-2q
+q去q
C
（1）在A点施一作用力F使系统平衡，力F至少多大？
（2）设O点电势为零，此系统在图示位置处电势能是多少？
（3）撤去力F，系统转过多大角度时球A的速度最大？
最大速度是多少？
7．（14分）如图，绝缘长方体B置于水平面上，两端固定一对平行带电极板，极板间
形成匀强电场，电场强度E=1.2×
104N/C。
长方体B的上表面光滑，下表面与水平面的动
摩擦因数μ=0.05（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同）。
B与极板的总质量mB=1kg。
带
正电的小滑块A的电荷量qA=1×
10-4C、质量mA=0.6kg。
假设A所带的电量不影响极板间的
电场分布。
t=0时刻，小滑块A从B表面上的a点以相对地面的速度vA=1.6m/s向左运动，
同时，B（连同极板）以相对地面的速度vB=0.4m/s向右运动。
（1）求B受到的摩擦力和电场力的大小；
（2）若A最远能到达b点，求a、b间的距离L；
（3）求从t=0时刻至A运动到b点时，电场力对B做的功。
答案1、（10分）
解：
为使W1:
W2最大，须使W1最大，W2最小。
但又不能使细绳松弛，所以小锤第一次打击小球后，应使小球运动90º
，此时锤对小球做功为W1，……………………………………2分
根据动能定理，有
，
得；
……………………………………………………………………2分
锤第二次对球做功使小球从A运动到B，在B点，……………………………2分
小球所受电场力提供向心力，有
，得………………………………………2分
又
得…………………………………………………2分
2．
（1）电场力的大小为
摩擦力的大小
滑块向右滑动停下的位置为：
（动能定理）
所以滑块会折返向左最终滑出电场区域
对于滑块在水平面上滑行的总距离S；
（可用动能定理）
（2）有题意得：
滑块在水平面上滑行不能折返
即：
并且有动能定理得：
式中
解得
电场强度E的取值范围为
（3）若滑块是折返后离开电场的，则电场力做功为零
若滑块是往前滑出电场的，则有式得
3．（12分）
（1）Ea=k-k=（4分）
（2）从a到b，由0-mv02=-f·
L，可求出f=（4分）
（3）从a到O，nmv02-mv02=（φa-0）q-f·
L，φa=（nmv02-mv02+fL）=（n-）mv02（4分）
4．（14分）
（1）电场强度的大小E＝（2分）
电场力的大小F＝Eq＝（2分）
（2）由题意得，mv2－q＝－E，x＞0区间内，＝0－x（2分）
距离最大时，粒子动能为零。
－q（0－xm）＝－E（1分）
得，粒子离中心的最大距离xm＝d（1－）（1分）
（3）粒子在四分之一周期内，a＝＝（2分）
匀加速运动运动t＝＝（2分）
粒子的运动周期T＝4t＝（2分）
5．（14分）解：
（1）
（1）物块从A→B→C的过程：
由动能定理，有：
（1分）
（2分）
求得：
（2）物块从A点下滑至重力势能与动能相等的位置过程：
则有：
（3）除B点外，物块重力势能与电势能相等的位置位于左斜面（2分）
则有：
（2分）
6．（14分）
（1）在A点施一作用力F垂直于OA杆斜向下，力F最小，此时整个系统关于轴O力矩平衡，有
（2分）
解得（2分）
（2）系统电势能（4分）
（3）设系统转过角时球A的速度最大，根据动能定理
（2分）
又（1分）
当θ=90º
时，sinθ=1最大，此时球A的速度最大；
（1分）
最大值为（2分）
7．（14分）
（1）B受到摩擦力f=μ（mA+mB）g=0.05×
（0.6+1）×
10N=0.8N
A受到的电场力F=Eq=1.2×
104×
1×
10-4N=1.2N
由牛顿第三定律得，B受到的电场力（4分）
（2）由牛顿第二定律有
A刚开始运动时的加速度大小，方向水平向右。
B刚开始运动时的加速度大小，方向水平向左
由题设可知，物体B先做匀减速运动，运动到速度为零后其运动的性质会发生变化。
设B从开始匀减速到零的时间为t1，则有
此时间内B运动的位移
t1时刻A的速度，故此过程A一直匀减速运动。
此t1时间内A运动的位移
此t1时间内A相对B运动的位移（4分）
t1后，由于，B开始向左作匀加速运动，A继续作匀减速运动，当它们速度相等时A、B相距最远，设此过程运动时间为t2，它们的速度为v，则
对A：
速度①
对B：
加速度
速度②
联立①②，并代入数据解得
此t2时间内A运动的位移
此t2时间内B运动的位移
此t2时间内A相对B运动的位移
所以A最远能到达b点a、b的距离L为（4分）
（3）W电=Fˊ△sB=Fˊ（sB2-sB1）=1.2×
（0.05-0.04）J=1.2×
10-2J（2分）
升级会员 