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如图所示,在同一条竖直线上,有电荷量均为Q的A、B两个正点电荷,; GH是它们连...

manfen5.com 满分网如图所示,在同一条竖直线上,有电荷量均为Q的A、B两个正点电荷,; GH是它们连线的垂直平分线.另有一个带电小球C,质量为m、电荷量为+q(可视为点电荷),被长为L的绝缘轻细线悬挂于O点,现在把小球C拉起到M点,使细线水平且与 A、B处于同一竖直面内,由静止开始释放,小球C向下运动到GH线上的N点时刚好速度为零,此时细线与竖直方向的夹角θ=30°.试求:
(1)在A、B所形成的电场中,M、N两点间的电势差,并指出M、N哪一点的电势高.
(2)若N点与A、B两个点电荷所在位置正好形成一个边长为a的正三角形,则小球运动到N
点瞬间,轻细线对小球的拉力FT(静电力常量为k)
(1)带电小球C在A、B形成的电场中从M点运动到N点的过程中,重力和电场力做功,但合力做功为零,根据动能定理即可求解; (2)在N点,小球C受到重力mg、细线的拉力FT以及A和B分别对它的斥力FA和FB四个力的作用,且沿细线方向的合力为零.根据力的合成与分解及几何关系即可求解. 【解析】 (1)带电小球C在A、B形成的电场中从M点运动到N点的过程中,重力和电场力做功,但合力功为零,则 qUMN+mglcosθ=0 所以 即M、N两点间的电势差大小, 且N点的电势高于M点的电势. (2)在N点,小球C受到重力mg、细线的拉力FT以及A和B分别对它的斥力FA和FB四个力的作用如图所示,且沿细线方向的合力为零. 则FT-mgcos30°-FAcos30°=0 又 得 答:(1)在A、B所形成的电场中,M、N两点间的电势差为,N点的电势高于M点的电势; (2)小球运动到N点瞬间,轻细线对小球的拉力FT为.
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考点分析:
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时刻t2t3t4t5
速度(m/s)4.994.483.98
(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=______m/s;
(2)从t2 到t5时间内,重力势能增量△Ep=______J,动能减少量△Ek=______J;
(3)在误差允许的范围内,若△Ep与△Ek近似相等,从而验证了机械能守恒定律.由上述计算得△Ep______△Ek (选填“>”、“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是______
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时间t/s0.501.001.502.002.50
速度v/0.120.190.230.260.280.29
请根据实验数据作出小车的v-t图象.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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