带电粒子在电场中的运动精选习题9 下载本文

,其中小球B上带有电量为的正电荷,小球A不带电,将轻杆转动到水

平方向后,无初速释放,若已知,求:

(1)轻杆转动到何位置时,小球A、B的速度达到最大;并分别求出A、B两球的最大动能。

(2)A、B两球从静止到获得最大速度的过程中系统的机械能和电势能如何变?变化了多少? 解析

(1)当小球A、B的速度达到最大时,整个系统处于力矩平衡状态。

设此时轻杆与竖直方向夹角为,

解得tan=

,=30°

当动能最大时,速度也最大,且vB=2vA ,EKB=4EKA 。

据动能定理,对A、B系统,杆从水平位置转到与竖直方向呈30°角位置时,A、B两球的动能达到最大值。

解得,

(2)机械能减小,电势能增加,两者大小相等,

31.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:

Ac点电荷带负电,d点电荷带正电

B电荷在a点和b点速率相等

Ca点速度小于E点速度

D检验电荷从a到b过程中,电势能先增加后减少 正确答案

B,D

32.如图所示,真空中存在范围足够大的匀强电场,A、B为该匀强电场的两个等势面,现有三个完全相同的带等量正电荷的粒子a、b、c,从等势面A上的某点同时以相同速率v0向不同方向开始运动,其中a的初速度方向垂直指向等势面B;b的初速度方向平行于等势 面;c的初速度方向与a相反,经过一段时间,三个粒子先后通过等势面B,已知三个粒子始终在该匀强电场中运动,不计重力,下列判断正确的是

A等势面A的电势高于等势面B的电势

Ba、b、c三粒子通过等势面B时的速度大小相等

C开始运动后的任一时刻,a、b两粒子的动能总是相同

D开始运动后的任一时刻,三个粒子电势能总是相等 正确答案

A,B

33.如图,在粗糙的绝缘水平面上,彼此靠近地放置两个带正电荷的小物块(动摩擦因数相同)。由静止释放后,向相反方向运动,最终都静止。在小物块的运动过程中,表述正确的是

A物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力

B物体之间的库仑力都做正功,作用在质量较小物体上的库仑力做功多一些

C因摩擦力始终做负功,故两物块组成的系统的机械能一直减少

D整个过程中,物块受到的库仑力做的功等于电势能的减少

正确答案

B,D

34.如图所示,空间中的M、N处存在两个被固定的、等量同种正点电荷,在它们的连线上有A、B、C三点,已知MA=CN=NB,MA

A沿半圆弧l将q从B点移到C点,电场力不做功 B沿曲线r将q从B点移到C点,电场力做负功