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        1. 勻強(qiáng)電場的方向沿x軸正方向,電場強(qiáng)度Ex的分布如圖所示,圖中E0d均為已知量.將帶正電的質(zhì)點(diǎn)AO點(diǎn)由靜止釋放.A離開電場足夠遠(yuǎn)后,再將另一帶正電的質(zhì)點(diǎn)B放在O點(diǎn)也由靜止釋放.當(dāng)B在電場中運(yùn)動時,A、B間的相互作用力及相互作用能均為零;B離開電場后,A、B間的相互作用視為靜電作用.已知A的電荷量為Q,AB的質(zhì)量分別為m.不計重力.
          (1)求A在電場中的運(yùn)動時間t
          (2)若B的電荷量為q=Q,求兩質(zhì)點(diǎn)相互作用能的最大值Epm;
          (3)為使B離開電場后不改變運(yùn)動方向,求B所帶電荷量的最大值qm

          (1)(2)Epm=QE0d(3)qm=Q

          解析試題分析:(1)由牛頓第二定律,A在電場中運(yùn)動的加速度a==
          A在電場中做勻變速直線運(yùn)動           d=at2
          解得運(yùn)動時間                         t==
          (2)設(shè)AB離開電場時的速度分別為υA0、υB0,由動能定理,有
          QE0d=m,QE0d=          ①
          AB相互作用過程中,動量和能量守恒.A、B相互作用力為斥力,A受的力與其運(yùn)動方向相同,B受的力與其運(yùn)動方向相反,相互作用力對A做正功,對B做負(fù)功.A、B靠近的過程中,B的路程大于A的路程,由于相互作用力大小相等,相互作用力對B做功的絕對值大于對A做功的絕對值,因此相互作用力做功之和為負(fù),相互作用能增加.所以,當(dāng)A、B最接近時相互作用能最大,此時兩者速度相同,設(shè)為υ′,有
          (m+)υ′=A0+υB0                  ②
          Epm=(m+)-(m+)υ2   ③
          已知q =Q,由①、②、③式解得
          相互作用能的最大值                   Epm=QE0d
          (3)考慮A、Bx>d區(qū)間的運(yùn)動,由動量守恒、能量守恒,且在初態(tài)和末態(tài)均無相互作用,有
          A+υB=A0+υB0                  ④
          m+=m+     ⑤     由④、⑤解得  υB=-υB0+υA0
          B不改變運(yùn)動方向,故  υB=-υB0+υA0 0                      ⑥
          由①、⑥解得     qQ
          B所帶電荷量的最大值qm=Q
          考點(diǎn):考查了帶電粒子在電場中的運(yùn)動
          點(diǎn)評::帶電粒子在電場中的運(yùn)動,綜合了靜電場和力學(xué)的知識,分析方法和力學(xué)的分析方法基本相同.先分析受力情況再分析運(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動過程(平衡、加速、減速,直 線或曲線),然后選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律解題.解決這類問題的基本方法有兩種,第一種利用力和運(yùn)動的觀點(diǎn),選用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式求解;第二種利用能量轉(zhuǎn)化 的觀點(diǎn),選用動能定理和功能關(guān)系求解.

          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖所示,在xoy平面內(nèi),勻強(qiáng)電場的方向沿x軸正向,勻強(qiáng)磁場的方向垂直于xoy平面向里.一電子在xoy平面內(nèi)運(yùn)動時,速度方向保持不變.則電子的運(yùn)動方向沿(  )

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          精英家教網(wǎng)勻強(qiáng)電場的方向沿x軸正向,電場強(qiáng)度E隨x的分布如圖所示.圖中E0和d均為已知量,將帶正電的質(zhì)點(diǎn)A在O點(diǎn)由能止釋放,A離開電場足夠遠(yuǎn)后,再將另一帶正電的質(zhì)點(diǎn)B放在O點(diǎn)也由靜止釋放,當(dāng)B在電場中運(yùn)動時,A、B間的相互作用力及相互作用能均為零;B離開電場后,A、B間的相作用視為靜電作用,已知A的電荷量為Q,A和B的質(zhì)量分別為m和
          m
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          ,不計重力.
          (1)求A在電場中的運(yùn)動時間t;
          (2)若B的電荷量q=
          4
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          Q
          ,求兩質(zhì)點(diǎn)相互作用能的最大值EPm;
          (3)為使B離開電場后不改變運(yùn)動方向,求B所帶電荷量的最大值qm

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          科目:高中物理 來源:2013-2014學(xué)年江西省穩(wěn)派名校學(xué)術(shù)聯(lián)盟高三12月調(diào)研物理試卷(解析版) 題型:計算題

          (18分)如圖所示,在第一、二象限存在場強(qiáng)均為E的勻強(qiáng)電場,其中第一象限的勻強(qiáng)電場的方向沿x軸正方向,第二象限的電場方向沿x軸負(fù)方向。在第三、四象限矩形區(qū)域ABCD內(nèi)存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場,矩形區(qū)域的AB邊與x軸重合。M點(diǎn)是第一象限中無限靠近y軸的一點(diǎn),在M點(diǎn)有一質(zhì)量為m、電荷量為e的質(zhì)子,以初速度v0沿y軸負(fù)方向開始運(yùn)動,恰好從N點(diǎn)進(jìn)入磁場,若OM=2ON,不計質(zhì)子的重力,試求:

          (1)N點(diǎn)橫坐標(biāo)d;

          (2)若質(zhì)子經(jīng)過磁場最后能無限靠近M點(diǎn),則矩形區(qū)域的最小面積是多少;

          (3)在(2)的前提下,該質(zhì)子由M點(diǎn)出發(fā)返回到無限靠近M點(diǎn)所需的時間。

           

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          科目:高中物理 來源:2014屆北京市高二下學(xué)期期中考試物理試卷(解析版) 題型:計算題

          勻強(qiáng)電場的方向沿x軸正方向,電場強(qiáng)度Ex的分布如圖所示,圖中E0d均為已知量.將帶正電的質(zhì)點(diǎn)AO點(diǎn)由靜止釋放.A離開電場足夠遠(yuǎn)后,再將另一帶正電的質(zhì)點(diǎn)B放在O點(diǎn)也由靜止釋放.當(dāng)B在電場中運(yùn)動時,A、B間的相互作用力及相互作用能均為零;B離開電場后,A、B間的相互作用視為靜電作用.已知A的電荷量為Q,AB的質(zhì)量分別為m.不計重力.

          (1)求A在電場中的運(yùn)動時間t;

          (2)若B的電荷量為q=Q,求兩質(zhì)點(diǎn)相互作用能的最大值Epm;

          (3)為使B離開電場后不改變運(yùn)動方向,求B所帶電荷量的最大值qm

           

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