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1、高中物理專題總匯(二)(附參照答案)機械能守恒定律一、知識點綜述:1.在只有重力和彈簧的彈力做功的狀況下,物體的動能和勢能發(fā)生互相轉(zhuǎn)變,但機械能的總量保持不變.對機械能守恒定律的理解:(1)系統(tǒng)在初狀態(tài)的總機械能等于末狀態(tài)的總機械能.即E1=E2或1/2mv12+mgh=1/2mv22+mgh21(2)物體(或系統(tǒng))減少的勢能等于物體(或系統(tǒng))增添的動能,反之亦然。即-EP=EK(3)若系統(tǒng)內(nèi)只有A、B兩個物體,則A減少的機械能EA等于B增添的機械能EB即-EA=EB二、例題導(dǎo)航:例1、如圖示,長為l的輕質(zhì)硬棒的底端和中點各固定一個質(zhì)量為m的小球,為使輕質(zhì)硬棒能繞轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)到最高點,則底端小球在
2、如圖示地點應(yīng)擁有的最小速度v=。解:系統(tǒng)的機械能守恒,EP+EK=0因為小球轉(zhuǎn)到最高點的最小速度能夠為0,所以,1mv21m2vmglmg2l222v24gl4.8gl5例2.以下圖,一固定的楔形木塊,其斜面的傾角=30,另一邊與地面垂直,頂上有必定滑輪。一柔嫩的細線越過定滑輪,兩頭分別與物塊A和B連結(jié),A的質(zhì)量為4m,B的質(zhì)量為m,開始時將B按在地面上不動,而后松開手,讓A沿斜面下滑而B上漲。物塊A與斜面間無摩擦。設(shè)當A沿斜面下滑S距離后,細線忽然斷了。求物塊B上漲離地的最大高度H.解:對系統(tǒng)由機械能守恒定律4mgSsinmgS=1/25mv2v2=2gS/5細線斷后,B做豎直上拋運動,由機
3、械能守恒定律mgH=mgS+1/2mv2H=1.2S例3.以下圖,半徑為R、圓心為O的大圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),兩個輕質(zhì)小圓環(huán)套在大圓環(huán)上一根輕質(zhì)長繩穿過兩個小圓環(huán),它的兩頭都系上質(zhì)量為m的重物,忽視小圓環(huán)的大小。(1)將兩個小圓環(huán)固定在大圓環(huán)豎直對稱軸的雙側(cè)=30的地點上(如圖)在兩個小圓環(huán)間繩索的中點C處,掛上一個質(zhì)量M=m的重2物,使兩個小圓環(huán)間的繩索水平,而后無初速開釋重物M設(shè)繩索與大、小圓環(huán)間的摩擦均可忽視,求重物M降落的最大距離2)若不掛重物M小圓環(huán)能夠在大圓環(huán)上自由挪動,且繩索與大、小圓環(huán)間及大、小圓環(huán)之間的摩擦均能夠忽視,問兩個小圓環(huán)分別在哪些地點時,系統(tǒng)可處于均衡狀態(tài)?解:(1
4、)重物向下先做加快運動,后做減速運動,當重物速度為零時,降落的距離最大設(shè)降落的最大距離為h,由機械能守恒定律得Mgh2mgh2Rsin2Rsin解得h2R(另解h=0舍去)系統(tǒng)處于均衡狀態(tài)時,兩小環(huán)的可能地點為a兩小環(huán)同時位于大圓環(huán)的底端b兩小環(huán)同時位于大圓環(huán)的頂端c兩小環(huán)一個位于大圓環(huán)的頂端,另一個位于大圓環(huán)的底端d除上述三種狀況外,依據(jù)對稱性可知,系統(tǒng)如能均衡,則兩小圓環(huán)的地點必定對于大圓環(huán)豎直對稱軸對稱設(shè)均衡時,兩小圓環(huán)在大圓環(huán)豎直對稱軸雙側(cè)角的地點上(以下圖)對于重物,受繩索拉力與重力作用,有T=mg對于小圓環(huán),遇到三個力的作用,水平繩的拉力T、豎直繩索的拉力T、大圓環(huán)的支持力N.兩繩
5、索的拉力沿大圓環(huán)切向的分力大小相等,方向相反得=,而+=90,所以=45例4.如圖質(zhì)量為m1的物體A經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面上的質(zhì)量為m2的物體B相連,彈簧的勁度系數(shù)為k,A、B都處于靜止狀態(tài)。一條不行伸長的輕繩繞過輕滑輪,一端連物體A,另一端連一輕掛鉤。開始時各段繩都牌挺直狀態(tài),A上方的一段沿豎直方向。此刻掛鉤上掛一質(zhì)量為m3的物體C上漲。若將C換成另一個質(zhì)量為(1+3)物體,仍從上述初始地點mmD由靜止狀態(tài)開釋,則此次B則離地時D的速度的大小是多少?已知重力加快度為g。Am1解:開始時,B靜止均衡,設(shè)彈簧的壓縮量為x1,kx1m1g掛C后,當B剛要離地時,設(shè)彈簧伸長量為x2,有kx2m2gB
6、此時,A和C速度均為零。從掛C到此時,依據(jù)機械能守恒定律彈簧彈性勢能的改變量為Em3g(x1x2)m1g(x1x2)將C換成D后,有E1(m1m3m1)v2(m1m3)g(x1x2)m1g(x1x2)2聯(lián)立以上各式能夠解得2m1(m1m2)g2vm3)k(2m1針對訓(xùn)練1在圓滑水平面上有兩個同樣的彈性小球A、B,質(zhì)量都為m.現(xiàn)B球靜止,A球向B球運動,發(fā)生正碰。已知碰撞過程中總機械能守恒,兩球壓縮最緊時的彈性勢能為Ep,則碰前A球的速度等于()EPB.2EPEP2EPA.mC.2D.2mmm2質(zhì)量為m的物體,在距地面h高處以g/3的加快度由靜止豎直著落到地面,以下說法中正確的選項是:()A.物
7、體的重力勢能減少1/3mgh物體的機械能減少2/3mgh物體的動能增添1/3mgh重力做功mgh3一物體從某一高度自由落下,落在直立于地面的輕彈簧上,如圖所示在A點時,物體開始接觸彈簧;到彈回以下說法中正確的選項是bcdB點時,物體速度為零,而后被A物體從A降落到B的過程中,動能不停變小B物體從B上漲到A的過程中,動能先增大后減小C物體由A降落到B的過程中,彈簧的彈性勢能不停增大D物體由B上漲到A的過程中,彈簧所減少的彈性勢能等于物體所增添的動能與增添的重力勢能之和長為L質(zhì)量散布均勻的繩索,對稱地懸掛在輕小的定滑輪上,以下圖.輕輕地推進一下,讓繩索滑下,那么當繩索離開滑輪的瞬時,繩索的速度為.
8、一根內(nèi)壁圓滑的細圓管,形狀以以下圖所示,放在豎直平面內(nèi),一個小球自A口的正上方高h處自由落下,第一次小球恰能到達B點;第二次落入A口后,自B口射出,恰能再進入A口,則兩次小球著落的高度之比h1:h2=_6.將質(zhì)量為M和3M的兩小球A和B分別拴在一根細繩的兩頭,繩長為L,開始時B球靜置于圓滑的水平桌面上,A球恰巧越過桌邊且線已張緊,以下圖當A球著落時拉著B球沿桌面滑動,桌面的高為h,且hL若A球著地后停止不動,求:(1)B球剛滑出桌面時的速度大?。?)B球和A球著地址之間的距離7.質(zhì)量不計的圓盤盤面與地面相垂直滑水平固定軸O,在盤的最右邊沿固定一個質(zhì)量為m的小球固定一個質(zhì)量也為m的小球B.松開盤
9、讓其自由轉(zhuǎn)動,問:,圓心處有一個垂直盤面的光A,在O點的正下方離O點r/2處(1)當A球轉(zhuǎn)到最低點時,兩小球的重力勢能之和減少了多少?(2)A球轉(zhuǎn)到最低點時的線速度是多少?在轉(zhuǎn)動過程中半徑OA向左偏離豎直方向的最大角度是多少?小球A用不行伸長的輕繩懸于O點,在O點的正下方有一固定的釘子B,OB=d,初始時小球A與O同水平面無初速開釋,繩長為L,為使球能繞B點做圓周運動,試求d的取值范圍?9.將細繩繞過兩個定滑輪A和B繩的兩頭各系一個質(zhì)量為一質(zhì)量為M的小球,M2m,A、B間距離為l,開始用手托住示。松手后M和2個m開始運動。求(1)小球著落的最大位移置距C點距離h是多少?m的砝碼。A、B間的中點
10、C掛M使它們都保持靜止,如圖所H是多少?(2)小球的均衡位10以下圖,桌面上有很多大小不一樣的塑料球,它們的密度均為,有水平向左恒定的風(fēng)作用在球上;使它們做勻加快運動(摩擦不計),已知風(fēng)對球的作使勁與球的最大截面面積成正比,即FkS(k為一常量).(1)對塑料球來說,空間存在一個風(fēng)力場,請定義風(fēng)力場強度及其表達式.在該風(fēng)力場中風(fēng)力對球做功與路徑?jīng)]關(guān),可引入風(fēng)力勢能微風(fēng)力勢的觀點,若以柵欄P零風(fēng)力勢能參照平面,寫出風(fēng)力勢能EP微風(fēng)力勢U的表達式。寫出風(fēng)力場中機械能守恒定律的表達式.(球半徑用r表示;第一狀態(tài)速度為v1,地點為x1;第二狀態(tài)速度為v2,地點為x2)參照答案:1.C2.BCD3.BC
11、D4.解:由機械能守恒定律,取小滑輪處為零勢能面.21mgLmgL1mv22v41gL222解:第一次恰能到達B點,不難看出vB1=0由機械能守恒定律mgh1=mgR+1/2mvB12h1=R第二次從B點平拋R=vB2tR=1/2gt2vB2gR/2mgh=mgR+1/2mv22B2h2=5R/4h1:h2=4:56.7.解:(1)EP=mgr-mgr/2=mgr/2(2)由系統(tǒng)機械能守恒定律得mvA2121mgr1mvA1m5vA2222224(3)設(shè)OA向左偏離豎直方向的最大角度是,由系統(tǒng)機械能守恒定律得mgrcosmgr/2(1+sin)=02cos=1+sin,4(1-sin2)=1+
12、2sin+sin2,5sin2+2sin-3=0Sin=0.6=378.解:設(shè)BC=r,若剛能繞B點經(jīng)過最高點D,一定有mg=mv2/r(1)D由機械能守恒定律mg(L-2r)=1/2mvD2(2)r=2L/5d=L-r=3L/5d的取值范圍3/5LdL9.解:(1)如答案圖(a)所示,M降落到最底端時速度為零,此時兩m速度也為零,M損失的重力勢能等于兩m增添的重力勢能(機械能守恒)解得(2)如答案圖(b)所示,當M處于均衡地點時,協(xié)力為零,T=mg,則Mg-2mgsin=010(1)風(fēng)力場強度:風(fēng)對小球的作使勁與對小球最大截面積之比,即EF/Sk(2)距P為x處,EPFxkSxUEP/SkS
13、(4)2rv21/3+kx12rv22/3+kx2功和能典型例題【例題1】如圖1所示,輕繩下懸掛一小球,在小球沿水平面作半徑為R的勻速圓周運動轉(zhuǎn)過半圈的過程中,以下對于繩對小球做功狀況的敘述中正確的選項是()繩對小球沒有力的作用,所以繩對小球沒做功;繩對小球有拉力作用,但小球沒發(fā)生位移,所以繩對小球沒做功;繩對小球有沿繩方向的拉力,小球在轉(zhuǎn)過半圈的過程中的位移為水平方向的2R,所以繩對小球做了功;圖1D.以上說法均不對.【剖析與解】從表面上看仿佛選項說得有道理,但事實上因為繩對小球的拉力是方向不停變化的變力,而變力做功與否的判斷應(yīng)當這樣來進行:在小球轉(zhuǎn)過半圓周的過程中任取一小段圓弧,經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)
14、小球在經(jīng)過這一小段圓弧時所受拉力方向與這一小段位移垂直,因此能夠判定在小球經(jīng)過每一小段圓弧時繩均不對小球做功,由此可知此例應(yīng)選D.【例題2】把兩個大小同樣的實心鋁球和實心鐵球放在同一水平面上,它們的重力勢能分別為E1和E2若把它們移至另一個較低的水平面上時,它們的重力勢能減少許分別為E1和E2則必有().E1E2.E1E2.E1E2.E1E2【剖析與解】假如重力勢能的零勢面比兩球所處的水平面較低,則明顯因為鐵的密度較大,同體積的鐵球質(zhì)量較大而使E1E2;但如就取兩球心所在的水平面為重力勢能零勢面,則又有E1E20;自然若兩球所在的水平面在重力勢能的零勢面下方,甚至能夠有E2E10.考慮到重力勢
15、能的“相對性”,選項、均不該選.但不論重力勢能的零勢面如何選用,在兩球降落同樣高度的過程中,質(zhì)量較大的鐵球所減少的重力勢能都是許多的,所以此例應(yīng)選擇.【例題3】如圖102所示,質(zhì)量分別為m、2m的小球A、OBAB分別固定在長為L的輕桿兩頭,輕桿可繞過中點的水平軸在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動,當桿處于水平常靜止開釋,直至桿轉(zhuǎn)到豎直地點的過程中,桿對小球A所做的功為.桿對小球B所做的功為圖2【剖析與解】在此過程中因為A、B組成的系統(tǒng)的機械能守恒,所以系統(tǒng)減少的重力勢能應(yīng)與系統(tǒng)增添的動能相等即mgL(2m)L1mv21(2m)v22222由此解得A、B兩球轉(zhuǎn)到桿處于豎直地點時的速度大小為1gL3而在此過程
16、中A、B兩球的機械能的增添量分別為E1mgL1mv22mgL223E22mgL12mv22mgL223所以,此過程中輕桿對、兩小球所做的功分別為W1E12mgL3W2E22mgL3【例題4】放在圓滑水平面上的長木板,右端用細線系在墻上,如圖3所示,左端固定一個輕彈簧,質(zhì)量為m的小球,以某一初速度在圓滑木板上表面向左運動,且壓縮彈簧,當球的速度減小為初速的一半時,彈簧勢能為E,這時細線被拉圖3斷,為使木板獲取的動能最大,木板的質(zhì)量應(yīng)等于多少?其最大動能為多少?【剖析與解】先進行狀態(tài)剖析,當小球遇到彈簧后,小球?qū)p速,當球的速度減小為初速的一半時,彈簧勢能為E,即表示:12v02Emv0()22細
17、線斷后,小球持續(xù)減速,木板加快,且彈簧不停伸長,以整體來看,系統(tǒng)的機械能守恒,若小球的速度減小為0時,彈簧恰巧變?yōu)樵L狀態(tài),則所有的機械能就是木板的動能,此時木板獲取的動能最大系統(tǒng)所受的合外力為0,故動量守恒,m1v0Mv2且1Mv21mv222解得Mm,Ekm4E43【例題5】一個豎直擱置的圓滑圓環(huán),半徑為c、e、b、d分別是其水平直徑和豎直直徑的端點R,圓環(huán)與一個圓滑斜軌相接,如圖4所示一個小球從與d點高度相等的a點從斜軌上無初速下滑試求:(1)過b點時,對軌道的壓力Nb多大?小球可否過d點,如能,在d點對軌道壓力Nd多大?如不可以,小球于哪處走開圓環(huán)?圖4【剖析與解】小球在運動的全過程中
18、,一直只受重力G和軌道的彈力N此中,G是恒力,而N是大小和方向都能夠變化的變力可是,不論小球是在斜軌上下滑仍是在圓環(huán)內(nèi)側(cè)滑動,每時每刻所受彈力方向都與即時速度方向垂直所以,小球在運動的全過程中彈力不做功,只有重力做功,小球機械能守恒從小球到達圓環(huán)最低點b開始,小球就做豎直平面圓周運動小球做圓周運動所需的向心力老是指向環(huán)心O點,此向心力由小球的重力與彈力供給(1)因為小球從a到b機械能守恒EaEb,所以mgha1mvb22ha2RNbGmvb2R解得Nb5mg(2)小球如能沿圓環(huán)內(nèi)壁滑動到d點,表示小球在d點仍在做圓周運動,則NdGmvd2,可見,G是恒量,跟著vd的減小Nd減?。划擭d已經(jīng)減小
19、到零(表示R小球剛能到達d)點,但球與環(huán)頂已經(jīng)是接觸而無擠壓,處于“不即不離”狀態(tài))時,小球的速度是能過d點的最小速度如小球速度低于這個速度就不行能沿圓環(huán)到達d點這就表明小球如能到達d點,其機械能起碼應(yīng)是Edmgha1mvd2,可是小球在a點出發(fā)的機2械能僅有EamghamghdEd所以小球不行能到達d點又因為hc1ha,EaEd21mvc2即mghamghc2所以,vc0,小球從b到c點時仍有沿切線向上的速度,所以小球必定是在c、d之間的某點s走開圓環(huán)的設(shè)半徑Os與豎直方向夾角,則由圖可見,小球高度hs(1cos)R依據(jù)機械能守恒定律,小球到達s點的速度vs應(yīng)切合:mghamghs1mvs2
20、2小球從s點開始離開圓環(huán),所以圓環(huán)對小球已無彈力,僅由重力G沿半徑方向的分力供給向心力,即mgcosmvs2hsR解得hs5R故小球經(jīng)過圓環(huán)最低點35R的s圖5b時,對環(huán)的壓力為5mg小球到達高度為3點開始離開圓環(huán),做斜上拋運動【說明】1小球過豎直圓環(huán)最高點d的最小速度稱為“臨界速度”v0v0的大小能夠由重力全部供給向心力爭得,即小球到達d點,當vdv0時,小球能過d點,且對環(huán)有壓力;當vd=v0時,小球剛能過d點,且對環(huán)無壓力;當vdv0時,小球到不了d點就會走開圓環(huán)2小球從s點開始做斜上拋運動,其最大高度低于d點,這可證明練習(xí)對于摩擦力做功的以下說法中,正確的選項是()A.滑動摩擦力只好做
21、負功;B.滑動摩擦力也可能做正功;C.靜摩擦力不行能做功;D.靜摩擦力不行能做正功.2.如圖1所示,繩上系有A、B兩小球,將繩拉直后靜止開釋,則在0兩球向下?lián)u動過程中,以下做功狀況的表達,正確的選項是()AA.繩OA對A球做正功B.繩AB對B球不做功C.繩AB對A球做負功D.繩AB對B球做正功B3.正在粗拙水平面上滑動的物塊,從t1時刻到時刻t2遇到恒定的圖1水平推力F的作用,在這段時間內(nèi)物塊做直線運動,已知物塊在t1時刻的速度與t2時刻的速度大小相等,則在此過程中()A.物塊可能做勻速直線運動B.物塊的位移可能為零C.物塊動量的變化必定為零D.F必定對物塊做正功4如圖2所示,一磁鐵在外力作用
22、下由位置1沿直線以速度vv勻速運動到地點2,在這個過程中磁鐵穿過了閉合金屬線圈abcd,此過程外力對磁鐵做功為W1若調(diào)節(jié)線圈上的滑動變阻器R使阻值增大些,將磁鐵仍從地點1沿直線以速度v勻速運動到地點2,此過程外力對磁鐵做功為W2則圖2()A.W1W2B.W1W2C.W1W2D.條件不足,沒法比較試在以下簡化狀況下從牛頓定律出發(fā),導(dǎo)出動能定理的表達式:物體為質(zhì)點,作使勁為恒力,運動軌跡為直線.要求寫出每個符號以及所得結(jié)果中每項的意義.6.如圖3所示,豎直平面內(nèi)固定一個半徑為R的1圓滑圓4形軌道AB,底端B切線方向連結(jié)圓滑水平面,C處固定豎直檔板,BC間的水平距離為S,質(zhì)量為m的物塊從A點由靜止開
23、釋沿軌道滑動,設(shè)物塊每次與檔板碰后速度大小都是碰前的1,碰撞時間忽視不計,則:5圖3物塊第二次與檔板碰后沿圓形軌道上漲的最大高度為多少?物塊第二次與檔板碰撞到第四次與檔板碰撞間隔的時間?7.如圖4所示,傾角為的斜面上,有一質(zhì)量為m的滑塊距檔板P為S0處以初速度v0沿斜面上滑,滑塊與斜面間動摩擦因數(shù)為Ptan,若滑塊每次與檔板碰撞時沒有機械能損失,求滑塊在整個運動過程中經(jīng)過的總行程一個質(zhì)量m=0.2kg的小球系于輕質(zhì)彈簧的一端,且套在圓滑直立的圓環(huán)上,彈簧的上端固定于環(huán)的最高點A,環(huán)的半徑R=0.5,彈簧的原長l0=0.50,勁度系數(shù)為4.8/.如圖5所示.若小球從圖5中所示地點B點由靜止開始滑
24、動到最低點C時,彈簧的彈性勢能Ep=0.60.求:(1)小球到C點時的速度v0的大??;(2)小球在Cv0圖4圖5點對環(huán)的作使勁.(g取10/2)如圖6所示,AB和CD為兩個對稱斜面,其上部足夠長,下部分分別與一個圓滑的圓弧面的兩頭相切,圓弧圓心角為120,半徑R2.0,一個質(zhì)量為m1的物體在離弧高度為h3.0處,以初速度4.0沿斜面運動,若物體與兩斜面間的動摩擦因數(shù)0.2,重力加快度g102,則(1)物體在圖6斜面上(不包含圓弧部分)走過行程的最大值為多少?(2)試描述物體最后的運動狀況(3)物體對圓弧最低點的最大壓力和最小壓力分別為多少?如圖7所示,質(zhì)量為M的滑塊B套在圓滑的水平桿上可自由滑
25、動,質(zhì)量為m的小球A用一長為L的輕桿與B上的O點相連結(jié),輕桿處于水平地點,可繞O點在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(1)固定滑塊B,給小球A一豎直向上的初速度,使輕桿繞O點轉(zhuǎn)過900,則小球初速度的最小值是多少?(2)若M2m,不固定滑塊且給小球圖7一豎直向上的初速度v0,則當輕桿繞O點轉(zhuǎn)過900,A球運動至最高點時,B的速度多大?練習(xí)答案1.B2.C、D3.D4B(略)6.解:物塊在圓滑軌道上滑動過程機械能守恒,第一次下滑究竟端B時的動能為EkmgR因為每次與檔板碰后速度大小都是碰前的1,故每次與檔板碰后動能都是碰前的1,1525物塊經(jīng)過兩次與檔板碰后動能為()2Ek,依據(jù)機械能守恒定律有(1)2Ek2
26、5mgh225R由、得h2625R遠小于R,今后物塊在圓形物塊第二次與檔板碰后沿圓形軌道上漲的最大高度625軌道上的運動都可當作簡諧運動,周期TR2g第二次與檔板碰后速度:v212gR25則第二次與檔板碰撞到第三次與檔板碰撞間隔的時間為:t11T2SR25S2gRgR2v2g第三次與檔板碰后速度:v312gR125則第三次與檔板碰撞到第四次與檔板碰撞間隔的時間為:t212SR125S2gRTv3ggR2所以第二次與檔板碰撞到第四次與檔板碰撞間隔的時間為:tt1t22R150S2gRggR解:因為滑動摩擦力fmgcosaBaAD)到達正極板時動能關(guān)系EAEBEC例3、以下圖,帶負電的小球靜止在水
27、平擱置的平行板電容器兩板間,距下板0.8cm,兩板間的電勢差為300V.假如兩板間電勢差減小到小球運動到極板上需多長時間?60V,則帶電例4、絕緣的半徑為R的圓滑圓環(huán),放在豎直平面內(nèi),環(huán)上套有一個質(zhì)量為m,帶電量為+q的小環(huán),它們處在水平向右的勻強電場中,電場強度為示),小環(huán)從最高點A由靜止開始滑動,當小環(huán)經(jīng)過(1)與大環(huán)圓心等高的最低點C時,大環(huán)對它的彈力多大?方向如何?E(如圖所B點與(2)AOBCE例5、如圖4所示,質(zhì)量為m、帶電量為q的小球從距地面高h處以必定的初速度v0水平拋出,在距拋出水平距離為L處,有一根管口比小球直徑略大的豎直細管,管的上口距地面h/2,為使小球能無碰撞地經(jīng)過管
28、子可在管口上方整個地區(qū)里加一場強方向向左的勻強電場。求:(1)小球的初速度v0;(2)電場強度E的大?。唬?)小球落地時的動能。mqv0Ehh2l圖4練習(xí)1、以下圖,有一質(zhì)量為m、帶電量為q的油滴,被置于豎直擱置的兩平行金屬板間的勻強電場中,設(shè)油滴是從兩板中間地點,并以初速度為零進入電場的,能夠判斷().油滴在電場中做拋物線運動油滴在電場中做勻加快直線運動油滴打在極板上的運動時間只決定于電場強度和兩板間距離油滴打在極板上的運動時間不單決定于電場強度和兩板間距離,還決定于油滴的荷質(zhì)比2、(01全國理科綜合)圖中所示是一個平行板電容器,其電容為C,帶電量為Q,上極板帶正電?,F(xiàn)將一個嘗試電荷q由兩極
29、板間的A點挪動到B點,以下圖。A、B兩點間的距離為s,連線AB與極板間的夾角為30,則電場力對嘗試電荷q所做的功等于(C)qCsqQsqQsqCsABCDQdCd2Cd2Qd3、(01上海)A、B兩點各放有電量為上,且AC=CD=DB。將一正電荷從+Q和+2Q的點電荷,A、B、C、D四點在同向來線C點沿直線移到D點,則(B)A、電場力向來做正功B、電場力先做正功再做負功C、電場力向來做負功D、電場力先做負功再做正功4、以下圖,在圓滑的水平面上有一個絕緣彈簧振子,小球帶負電,在振動過程中,當彈簧壓縮到最短時,忽然加上一個水平向左的勻強電場,振子振幅增大振子振幅減小振子的周期增大5、若帶正電荷的小
30、球只遇到電場力作用,則它在隨意一段時間內(nèi)必定沿電場線由高電勢處向低電勢處運動B必定沿電場線由低電勢處向高電勢處運動C不必定沿電場線運動,但必定由高電勢處向低電勢處運動D不必定沿電場線運動,也不必定由高電勢處向低電勢處運動6、以下圖,兩平行金屬板期內(nèi)電子沒有到達c面和a板對b板的電壓隨時間變化圖像如靜止開釋,已知在一個周d面,則此后到達c面或d面可能是:A向右運動時經(jīng)過c面B向左運動時經(jīng)過c面C向右運動時經(jīng)過d面D向左運動時經(jīng)過d面7、質(zhì)量為搖動,m、帶電量為+q的小球,用一絕緣細線懸掛于O點,開始時它在A、B之間往返OA、OB與豎直方向OC的夾角均為如圖1所示。求(1)假如當它擺到B點時忽然施
31、加一豎直向上的、大小為Emg/q的勻強電場,則此時線中拉力T1(2)假如這一電場是在小球從A點擺到最低點C時忽然加上去的,則當小球運動到B點時線中的拉力T28、一個質(zhì)量為m、帶有電荷-q的小物體,可在水平軌道Ox上運動,O端有一與軌道垂直的固定墻、軌道處于勻強電場中,其場強盛小為E,方向沿OX軸正方向,以下圖。小物體以初速度v0從x0點沿OX軌道運動,運動時遇到大小不變的摩擦力f作用,且fqE;設(shè)小物體與墻碰撞時不損失時械能,且電量保持不變,求它在停止運動前所經(jīng)過的總行程s。9、如圖3-2-11所示,在豎直平面內(nèi),有一半徑為R的絕緣的圓滑圓環(huán),圓環(huán)處于場強盛小為E,方向水平向右的勻強電場中,圓
32、環(huán)上的A、C兩點處于同一水平面上,B、D分別為圓環(huán)的最高點和最低點M為圓環(huán)上的一點,MOA=45環(huán)上衣著一個質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球,它正在圓環(huán)上做圓周運動,已知電場力大小qE等于重力的大小mg,且小球經(jīng)過M點時球與環(huán)之間的互相作使勁為零試確立小球經(jīng)過A、B、C、D點時的動能各是多少?10、如圖3(a)所示,真空室中電極K發(fā)出的電子(初速為零)。經(jīng)U=1000V的加快電場后,由小孔S沿兩水平金屬板A、B兩板間的中心線射入,A、B板長L=0.20m,相距d=0.020m,加在A、B兩板間的電壓U隨時間t變化ut圖線如圖3(b)。設(shè)A、B兩板間的電場能夠看做是均勻的,且兩板外無電場。在每個電子
33、經(jīng)過電場地區(qū)的極短時間內(nèi),電場可視作恒定的。兩板右邊放一記錄圓筒,筒的左邊邊沿與極板右端距離b0.15m,筒繞其豎直軸勻速轉(zhuǎn)動,周期T020.s,筒的周長S0.20m,筒能接收到經(jīng)過A、B板的所有電子。bU/VKSA+100B-t/sv000.10.20.30.40.5(a)(b)答案例1、AC例2、AC例3、分析:取帶電小球為研究對象,設(shè)它帶電量為,則帶電小球受重力和電場力qEqmg的作用.當1300V時,小球均衡:mgqU1Ud當260V時,帶電小球向下板做勻加快直線運動:mgU2maqd又h1at22由得:t2U1h20.8102300s=4.5102s(U1U2)g(30060)10例
34、4、解:(1)小環(huán)由A到B的過程中,重力做正功(mgR),電場力也做正功(qER),彈力不做功;依據(jù)動能定理(設(shè)經(jīng)過B點時速度大小為vB)1mvB2mgRqER2mvB2NBqE小環(huán)經(jīng)過B點的運動方程為:R解方程和,可知小環(huán)經(jīng)過B點時,大環(huán)對它的彈力指向環(huán)心O,大小為NBmvB2qE2mg3qER(2)小環(huán)由A到C的過程中,電場力與彈力都不做功,只有重力做功,設(shè)經(jīng)過C點時小環(huán)的速度大小為vC,依據(jù)動能定理:1mvC22mgR2小環(huán)經(jīng)過C點時的運動方程為mvC2NCmgRmvC2mg5mg解方程和得:NCR例5、(1)從拋出點到管口小球的運動時間為t,則h/2gt2/2,th/g。水平方向做勻減
35、速運動,則有v0t/2L.v02Lg/h。(2)在水平方向上應(yīng)用牛頓第二定律有Eqma。由運動學(xué)公式知av0/t2gL/h。由上二式E2mgLg/h。(3)在全過程應(yīng)用動能定理得EK地mv02/2mghEqL小球落地時的動能。EmK2/2mghEqLmghv0地練習(xí)1、BD2、C3、B4、B5、D6、C7、解:(1)小球擺到B點時,速度為零,忽然加上電場,小球遇到電場力:FqEmg方向向上,小球遇到的協(xié)力為零,小球?qū)⒃贐處靜止而達到均衡狀態(tài)。T10。(2)小球擺到均衡地點C時,由機械能守恒定律:得mgL(1cos)1mv2,2v22gL(1cos)這時忽然加上電場,電場力仍與重力均衡,小球?qū)⒆?/p>
36、勻速圓周運動,繩的拉力供給做圓周運動的向心力。T2mv22mg(1cos)R8、解:因為fqE,所以物體最后停在O點,物體停止運動前所經(jīng)過的總行程為s,依據(jù)動能定理有qEx0fs01mv022所以22qEx0mv0s2f9、解依據(jù)牛頓第二定律當小球從M點運動到A點的過程中,電場力和重力做功分別為依據(jù)動能定理得:同理:10、解(1)以t0時(見圖b此時u0)電子打到圓筒記錄紙上的點作為xy坐標系的原點,并取y軸豎直向上,試計算電子打到記錄紙上的最高點的y坐標和x坐標(不計重力)。(2)在給出的坐標紙(如圖d)上定量地畫出電子打到記錄紙上的點形成的圖線。析與解:本題是綜合性較強的一道高考壓軸題,可
37、分為四個階段加快、偏轉(zhuǎn)、放大和掃描。而電子的加快、偏轉(zhuǎn)問題都是學(xué)生熟習(xí)的,有新意的是該題把常有的固定的接收屏改為轉(zhuǎn)動的圓筒,加進了掃描要素,組成了一新的情境問題,對學(xué)生的能力、素質(zhì)提出了較高的要求。(1)設(shè)v0為電子沿AB板中心線射入電場時的初速度則mv02/2eU0(1)電子穿過A、B板的時間為t0,則t0L/v0(2)電子在垂直于A、B板方向的運動為勻加快直線運動,對于能穿過A、B板的電子,在它經(jīng)過時加在兩板間的u0應(yīng)知足:11eu02(3)d2mdt02由(1)、(2)、(3)解得u02d2U0/L220V此電子從A、B板射出的沿Y方向分速度為:eu0(4)vymdt0此后此電子作勻速直
38、線運動,它打在記錄紙上的點最高,設(shè)縱坐標為y由圖(c)可得yd/2vy5)bv0由以上各式解得:ydb/Ld/22.5cm(6)由ut圖線可知,加在兩板電壓u的周期T0010.s,u的最大值Um100V,因為u0Um,在一個周期T0內(nèi)只有開始的一段時間間隔t內(nèi)有電子經(jīng)過A、B板tu0T0(7)Um因為電子打在記錄紙上的最高點不只一個,依據(jù)題中對于坐標原點與開端記錄時刻的規(guī)定,第一個最高點的x坐標為x1tst/2cm(8)第二個最高點的x坐標為x2tT0s12cm(9)Tx坐標為第三個最高點的x3t2T0s22cmT因為記錄筒的周長為20cm,所以第三個最高點已與第一個最高點重合,即電子打到記錄
39、紙上的最高點只有兩個,它們的坐標分別由(8)、(9)表示。(2)電子打到記錄紙上所形成的圖線如圖(d)。yy/cmyy5vb0010 x/cm-5(c)(d)圖3電場力的性質(zhì),能的性質(zhì)例1、真空中兩個同性的點電荷q1、q2,它們相距較近,保持靜止。今開釋q2且q2只在q1的庫侖力作用下運動,則q2在運動過程中遇到的庫侖力()(A)不停減小(B)不停增添(C)一直保持不變(D)先增大后減小例2、以下有關(guān)場強和電勢的說法,哪些是正確的?()A)在正的點電荷的電場中,場強盛的地方電勢必定比場強小的地方高B)在正的點電荷的電場中,場強盛的地方電勢必定比場強小的地方低C)在負的點電荷的電場中,各點電勢均
40、為負值,距此負電荷越遠處電勢越低,無窮遠處電勢最低D)在負的點電荷的電場中,各點電勢均為負值,距此負電荷越遠處電勢越高,無窮遠處電勢最高例3、1以下圖,兩個帶電小球A、B用長度為L=10cm的細絲線相連放在圓滑絕緣水平面上保持靜止。已知這時細絲線對B球的拉力大小F0=1.810-2N,A球的電荷量為qA1.0107C,ALB求:小球A所受的電場力F的大小。小球B的電性和電荷量qB。(靜電力常量k=9.0109Nm2/C2)例4、質(zhì)量為m的帶電小球帶電量為+q,用絕緣細線懸掛在水平向左的勻強電場中緣細線與豎直方向成30角,重力加快度為g.求電場強度的大小.,均衡時絕300E例5、在電場中挪動電荷
41、量為810-8C的小球從A點運動到B點,電場力做功1.610-3J,求:求該兩點間的電勢差?該電荷的帶電量為-2.510-8C,則電場力做多少功,做正功仍是負功?練習(xí)1、在電場中P點放一個查驗荷-q,它所受的電場力為正確的說法是()F,則對于P點電場強度EPA)EP=F/q,方向與F同樣(B)若取走-q,P點的電場強度EP=0(C)若查驗電荷為-2q,則EP=F/2q(D)EP與查驗電荷沒關(guān)2、圖1是電場中某地區(qū)的電場線散布圖,a、b是電場中的兩點,這兩點比較()(A)b點的電場強度較大(B)a點的電場強度較大(C)同一正點電荷放在a點所受的電場力比放在b點時遇到的電場力大(D)同一負點電荷放
42、在a點所受的電場力比放在b點時遇到的電場力大3、一個電量為q的正點電荷,在各點場強盛小和方向都同樣的電場中,沿電場線方向運動的位移為d,若電場強度大小為E,在此過程中電場力對點電荷做功等于()(A)Ed/q(B)qE/d(C)qd/E(D)qEd4、一個電量為q的正點電荷,在電場中從a點移到b點,電場力對該點電荷做功W,那么,a、b兩點之間的電勢差應(yīng)等于()(A)qW(B)q/W(C)W(D)W/q5、下邊對于電勢和電勢能的說法正確的選項是()A)電荷在電場中電勢越高的地方,擁有的電勢能也必定越大B)在負的點電荷的電場中的任一點,正電荷的電勢能大于負電荷的電勢能C)電勢降低的方向,必定就是場強
43、方向D)電勢能是電場和電荷共有的能6、三個點電荷在相互的庫侖力作用下都處于靜止,則()A)它們必在同向來線上B)它們都是同種電荷C)每個電荷遇到的庫侖力的協(xié)力等于零D)它們不是同種電荷7、用30cm的細線將質(zhì)量為410-3的帶電小球P懸掛在點下,當空中有方向為水平向右,大小為1104N/C的勻強電場時,小球偏轉(zhuǎn)37后處在靜止狀態(tài)。(1)剖析小球的帶電性質(zhì)(2)求小球的帶電量(3)求細線的拉力8、以下圖,平行金屬板與水平方向成角,板間距離為d,板間電壓為U,一質(zhì)量為m的帶電微粒,以水平初速度v0從下板左端邊沿進入板間,結(jié)果正好沿水平直線經(jīng)過從上板右端上面沿處射出,求:(1)微粒帶電量(2)微粒走
44、開電場時的動能。+9、在氫原子中,能夠認為核外電子繞原子核(質(zhì)子)做勻速圓周運動,軌道半徑為5.31011m。求電子沿軌道運動的動能。10、一束電子流在經(jīng)U5000V的加快電壓加快后,在距兩極板等距處垂直進入平行板間的勻強電場,如圖1494所示,若兩板間距d1.0cm,板長l5.0cm,那么,要使電子能從平行板間飛出,兩個極板上最多能加多大電壓?答案:例1、A例2、AD例3、解:小球A受力如圖,因為小球受力均衡,繩的拉力向右,所以電場力的方向向左,A、B表現(xiàn)為斥力。B球帶正電。電場力大小為FF01.8102NNqAqBFF0依據(jù)公式FkL2可得:mgFL21.8102(10102)22107C
45、qB9.01091.0107kqA例4、解:小球受力如圖,所以Fmgtan30qEqEmgtan30E即:qmgUABW1.6103V2104V例5、解:電勢差q8108荷帶電量為q2.5108C,則電場力做負功,WqUAB2.51082104J5104J練習(xí)1、D2、AD3、D4、D5、D6、ACD7、解:(1)小球受力如圖,故帶正電。(2)列方程:qEmgtan37Fmgtan373106CqEqEmgmgF5102N3)cos378、解:(1)微粒做直線運動,故協(xié)力在水平方向上,電場力方向只好是斜向上。微粒帶正電。受力如圖。qEcosmgqEmgqcos2)重力不做功(高度不變),電場力
46、做功,由動能定理可得:mgqUEk21mv02EkqU1mv02+2即:29、解:質(zhì)子對核外電子的庫侖力充任向心力,e2mv22Ekk2rrrEkke29.0109(1.61019)2J2r25.3101110、分析:在加快電壓一準時,偏轉(zhuǎn)電壓U越大,電子在極板間的偏距就越大.當偏轉(zhuǎn)電壓大到使電子恰巧擦著極板的邊沿飛出,此時的偏轉(zhuǎn)電壓,即為題目要求的最大電壓.eU1mv02加快過程,由動能定理得2進入偏轉(zhuǎn)電場,電子在平行于板面的方向上做勻速運動lv0t在垂直于板面的方向做勻加快直線運動,加快度FeUamdmy1at2偏距2d能飛出的條件為y22Ud225000(1.0102)2V4102V解式
47、得Ul2(5.0102)2即要使電子能飛出,所加電壓最大為400V.說明:(1)本題是一個較典型的帶電粒子先加快再偏轉(zhuǎn)的題目.請讀者經(jīng)過該題仔細領(lǐng)會求解這種問題的思路和方法,并注意解題格式的規(guī)范化.電容器專題一、例題部分例題1、以下圖,平行板電容器的兩極板A、B接于電池兩極,一帶正電的小球懸掛在電容器內(nèi)部,閉合S,電容器充電,這時懸線偏離豎直方向的夾角為(AD)A保持S閉合,將A板向B板湊近,則增大B保持S閉合,將AC斷開S,將A板向D斷開S,將A板向板向B板湊近,則不變B板湊近,則增大B板湊近,則不變例題2、以下圖,讓平行板電容器帶電后,靜電計的指針偏轉(zhuǎn)必定角度,若不改變兩極板帶的電量而減小
48、兩極板間的距離,同時在兩極板間插入電介質(zhì),那么靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度(A)、必定減小B、必定增大C、必定不變D、可能不變例題3、以下圖電路中,電源電動勢=10V,內(nèi)阻r=1,電容器電容C1=C2=30F,電阻R1=3,R2=6,開關(guān)K先閉合,待電路中電流穩(wěn)固后再斷開K,問斷開開關(guān)K后,流過電阻R1的電量是多少?A、C兩點的電勢如何變化?剖析與解:我們從電路上看到,開關(guān)由閉合到斷開,電容器上的電壓發(fā)生變化,使電容器所帶電量發(fā)生變化,這個變化要經(jīng)過電容的充放電來實現(xiàn),假如這個充放電電流要經(jīng)過R1,那么我們就能夠經(jīng)過電容器帶電量的變化來確立經(jīng)過R1的電量。當K斷開,穩(wěn)固后,電路中沒有電流,C1上板與A
49、點等勢,C點與B點等勢,C1、C2兩頭電壓均為電源電動勢,所以-6-4庫Q1=C1=301010=3.010Q2=C2=3010-6-4庫且兩電容帶電均為上正下負10=3.010所以K斷開后111110-4-1.810-4-=1.2-4庫C持續(xù)充電,充電量Q=Q-Q=3.010這些電荷連同所充電量都要經(jīng)過R,故經(jīng)過R的電量Q=Q1+Q2=1.210-4+3.010-4=4.210-4庫A點電勢UA=10V,C點電勢UC=0V,所以A點電勢高升,C點電勢降低.例題4、電源內(nèi)阻r=2,R1=8,R2=10,K1閉合,K2斷開時,在相距d=70cm,水平放5置的固定金屬板AB間有一質(zhì)量m=1.0g,
50、帶電量為q=710C的帶負電的微粒,恰巧靜止在AB兩板中央的地點上,求(1)電源的電動勢(2)將K1斷開0.1s后,又將K2閉合,微粒再經(jīng)過多長時間與極板相碰。(g=10m/s2)E【解答】(1)mgq2E20(4分)dV(2)aqEdmgms2分h125102m(1分)m10/(1)at2V0at1m/s(1分)hV020.05m距上極板25cm時V=0粒子不可以遇到上極板(2分)2g(hd/2)V0t1gt2t0.4s(2分)2例題5、以下圖的電路中,電源電動勢E=6.00V,其內(nèi)阻可忽視不計電阻的阻值分別為R1=2.4k、R2=4.8k,電容器的電容C=4.7F閉合開關(guān)S,待電流穩(wěn)固后,
51、用電壓表測R1兩頭的電壓,其穩(wěn)固值為1.50V(1)該電壓表的內(nèi)阻為多大?(2)因為電壓表的接入,電容器的帶電量變化了多少?【解答】:(1)設(shè)電壓表的內(nèi)阻為Rr,測得R1兩頭的電壓為U1,R1與Rr并聯(lián)后的總電阻為R,則有111RR1Rv由串連電路的規(guī)律RU1R2EU1聯(lián)立,得R1R2U1RVRE(RR)U1112代人數(shù)據(jù)。得Rr4.8k(2)電壓表接入前,電容器上的電壓UC等于電阻R2上的電壓,R1兩頭的電壓為UR1,則UC2RUR1R1又EUCUR1接入電壓表后,電容器上的電壓為UCEU1因為電壓表的接入,電容器帶電量增添了(Uc)QCUc由以上各式解得QR1ECU1R1R2帶入數(shù)據(jù),可得
52、Q2.35106C二、練習(xí)部分1兩塊大小、形狀完好同樣的金屬平板平行擱置,組成一平行板電容器,與它相連結(jié)的電路以下圖,接通開關(guān)K,電源即給電容器充電.(BC)A保持K接通,減小兩極板間的距離,則兩極板間電場的電場強度減小B保持K接通,在兩極板間插入一塊介質(zhì),則極板上的電量增大C斷開K,減小兩極板間的距離,則兩極板間的電勢差減小D斷開K,在兩極板間插入一塊介質(zhì),則兩極板間的電勢差增大2某電解電容器上標有“25V、470F”的字樣,對此,以下說法正確的選項是(A)A、此電容器只好在直流25V及以下電壓才能正常工作。B、此電容器只好在溝通25V及以下電壓才能正常工作。C、當工作電壓是25V時,電容才
53、是470F。、這種電容器使用時,不用考慮兩個引出線的極性。3在圖2的電路中,U=8V不變,電容器電容C=200f1,R1:R2=3:5,則電容器的帶電量為(A)3A110C3B1.510C4C610CD1.6103C4平行板電容器的電容為C,帶電量為Q,極板間的距離為d.在兩極板間的中點放一電量很小的點電荷q.它所受的電場力的大小等于(C)A8kQq/d2B4kQq/d2CQq/CdD2Qq/Cd5以下圖,水平擱置的平行金屬板a、b分別與電源的兩極相連,帶電液滴P在金屬板a、b間保持靜止,現(xiàn)想法使P固定,再使兩金屬板a、b分別繞中心點O、O/垂直于紙面的軸順時針轉(zhuǎn)同樣的小角度,而后開釋P,則P
54、在電場內(nèi)將做(B)A勻速直線運動B水平向右的勻加快直線運動C斜向右下方的勻加快直線運動D曲線運動6以下圖的電路中,C2=2C1,R2=2R1,以下說法正確的選項是(A)A開關(guān)處于斷開狀態(tài),電容C2的電量大于C1的電量B開關(guān)處于斷開狀態(tài),電容C1的電量大于C2的電量C開關(guān)處于接通狀態(tài),電容C2的電量大于C1的電量D開關(guān)處于接通狀態(tài),電容C1的電量大于C2的電量7.以下圖,兩平行金屬板A、B接在電池的兩極,一帶正電的單擺懸掛在A板上,閉合開關(guān)S,讓單擺作簡諧運動,設(shè)周期為T,則(AC)A.保持開關(guān)S閉合,B板向A板湊近,則周期小于TB.保持開關(guān)S閉合,B板向A板湊近,則周期不變C.開關(guān)S斷開,B板
55、向A板湊近,則周期不變D.開關(guān)S斷開,B板向A板湊近,則周期大于T8在以下圖的電路中,電源的電動勢E=3.0V,內(nèi)阻r=1.0;電阻R1=10,R2=10,R3=30;R4=35;電容器的電容C=100F,電容器本來不帶電,求接通開關(guān)S后流過R4的總電量。解答:由電阻的串并聯(lián)得,閉合電路的總電阻R=R1(R2+R3)/(R1+R2+R3)+r由歐姆定律得,經(jīng)過電源的電流I=E/R電源的端電壓U=EIr電阻R3兩頭的電壓U/=R3U/(R2+R3)經(jīng)過R4的總電量就是經(jīng)過電容器的電量Q=CU/代入數(shù)據(jù)解得,Q=2.0104C9以下圖,絕緣固定擦得很亮的鋅板A水平擱置,其下方水平放有接地的銅板B,
56、兩板間距離為d,兩板面積均為S,正對面積為S,且SS當用弧光燈照耀鋅板上表面后,A、B間一帶電液滴恰巧處于靜止狀態(tài),試剖析:1)液滴帶何種電荷?2)用弧光燈再照耀A板上表面,液滴做何種運動?3)要使液滴向下運動,應(yīng)采納哪些舉措?【分析】(1)受弧光燈照耀發(fā)生光電效應(yīng),有光電子從鋅A的上表面逸出,而使A板帶正電荷,接地的銅B因為靜電感覺而帶負電,A、B板間形成方向向下的勻強電場,由液滴處于靜止狀態(tài)知qEmg,所以液滴帶負電(2)當再用弧光燈照耀A板上表面時,光電效應(yīng)持續(xù)發(fā)生,使A板所帶正電荷增添,A、B板間場強加強,所以qEmg,使液滴向上運動(3)要使液滴向下運動,即mgqE,mg和q不變,則
57、一定使E變小因上板電荷量Q不變,則當B板向右挪動,增大兩板正對面積時,電容增大,兩板電勢差減小,而d不變,故場強E變小,qEmg,則液滴向下運動10以下圖,在A、B兩點間接一電動勢為4V,內(nèi)電阻為1的直流電源,電阻R1、R2、R3的阻值均為4,電容器C的電容為30F,電流表的內(nèi)阻不計,求:、電流表的讀數(shù);、電容器所帶的電量;(3)、S斷開后,經(jīng)過R2的電量123解答(1)0.8A(2)9.610-5C(3).4.810-5C11以下圖,已知電源的電動勢E=18V,內(nèi)電阻r=1,電阻R2=5,電阻R3=6,兩平行金屬板水平擱置,相距d2cm,當變阻器R1的觸頭P恰幸虧中點時,一個帶電量q=-61
58、0-7C的油滴恰巧可靜止在兩板中間,此時,電流表的示數(shù)為2A。(g=10m/s2)1)、求變阻器R1的阻值;2)、求帶電油滴的質(zhì)量;3)、當觸頭P快速滑到最低點后,油滴如何運動?當油滴達到上板或下板時擁有多大的速度?解答:12,310-5kg,向上0.32m/s電學(xué)圖像專題電磁感覺中經(jīng)常波及磁感覺強度B、磁通量、感覺電動勢E、感覺電流I隨時間的變化的圖像,即B-t圖、-t圖、E-t圖、I-t圖。對于切割磁感線產(chǎn)生感覺電動勢和感覺電流的狀況,還常波及感覺電動勢E和感覺電流I隨線圈位移x變化的圖像,即E-x圖和I-x圖。這些圖像問題大概可分為兩類:一、由給出的電磁感覺過程選出或畫出正確的圖像例1、
59、如圖甲所示,由均勻電阻絲做成的正方形線框abcd的電阻為R1,ab=bc=cd=da=l,現(xiàn)將線框以與ab垂直的速度v勻速穿過一寬度為2l、磁感覺強度為B的勻強磁場地區(qū),整個過程中ab、cd兩邊一直保持與界限平行令線框的cd邊剛與磁場左界限重合時t=O,電流沿abcda流動的方向為正在圖乙中畫出線框中感覺電流隨時間變化的圖象(2)在圖丙中畫出線框中a、b兩點間電勢差Uab隨時間t變化的圖象剖析:本題是電磁感覺知識與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用,要求我們運用電磁感覺中的楞次定律、法拉第電磁感覺定律及畫出等效電路圖用電路規(guī)律來求解,是一種常有的題型。解答:(1)令I(lǐng)0=BlvR,畫出的圖像分為三段(以以下圖
60、所示)t=0l/v,i=-I0t=l/v2l/v,i=0t=2l/v3l/v,i=-I0令Uab=Blv,面出的圖像分為三段(如上圖所示)小結(jié):要求我們剖析題中所描繪的物理情形,認識已知和所求的,而后將整個過程分紅幾個小的階段,每個階段中物理量間的變化關(guān)系剖析明確,最后規(guī)定正方向成立直角坐標系正確的畫出圖形例2、以下圖,一個邊長為a,電阻為R的等邊三角形,在外力作用下以速度v勻速的穿過寬度均為a的兩個勻強磁場,這兩個磁場的磁感覺強度大小均為B,方向相反,線框運動方向與底邊平行且與磁場邊沿垂直,取逆時針方向為電流的正方向,試經(jīng)過計算,畫出從圖示地點開始,線框中產(chǎn)生的感覺電流I與沿運動方向的位移x
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