题目内容
7．
如图所示，有一质量为m，带电荷量为+q的小球（可视为质点），自竖直向下、场强为E的匀强电场中的P点静止下落．在距离P点正下方h处有一弹性绝缘挡板S（挡板不影响匀强电场的分布），小球每次与挡板S相碰后电荷量均减少到碰前的$\frac{1}{k}$（k＞1），而碰撞过程中小球的机械能不发生损失．（1）设匀强电场中，挡板S处电势φs=0，则电场中P点的电势φp为多少？小球在P点时的电势能Ep为多少？
（2）小球从P点出发后到第一次速度变为零的过程中电场力对小球做了多少功？
（3）求在以后的运动过程中，小球距离挡板的最大距离l．
分析 （1）电场力做功量度电势能的变化，电势能具有相对性，知道挡板S处的电势为零，能求其他位置的电势能；
（2）设出第一次与档板碰撞后能达到的高度，由能量守恒及电场力做功公式列式即可求解；
（3）小球与挡板碰撞后小球所带电量逐渐减小，最终电量将减小为零，整个过程中能量始终守恒，由能量守恒列式即可求解．
解答 解：（1）SP之间的电压为：U=Eh
因为φS=0，则 P点的电势为 φP=Eh
所以小球在P点时的电势能为 EP=qφP=qEh
（2）设第一次与档板碰撞后能达到的高度为h1，由能量守恒得：
mgh+qEh=（mg+$\frac{1}{k}$qE）h1，
从P点出发第一次到达最高点过程中电场力对小球做的功为：
W=qEh-$\frac{1}{k}$qEh1
解得：W=$\frac{mgqEh（k-1）}{kmg+qE}$
（3）小球与挡板碰撞后小球所带电量逐渐减小，最终电量将减小为零，整个过程中能量始终守恒，由能量守恒得：
mgh+qEh=mgl
解得：l=$\frac{mg+qE}{mg}$h
答：（1）设匀强电场中，挡板S处电势φS=0，则电场中P 点的电势φP为Eh，下落前小球在P点时的电势能EP为qEh；
（2）小球从P点出发后到第一次速度变为零的过程中电场力对小球做的功为$\frac{mgqEh（k-1）}{kmg+qE}$；
（3）求在以后的运动过程中，小球距离挡板的最大距离l为$\frac{mg+qE}{mg}$h．
点评 本题主要考查了带电小球在电场中运动的问题，要求同学们能正确分析带电小球的受力情况，判断小球的运动情况，结合能量守恒定律解题．
练习册系列答案
阅读快车系列答案
相关题目
17．甲、乙两个单摆摆长相等，将两个单摆的摆球由平衡位置拉开，使摆角α甲＞α乙（α甲、α乙都小于5°），由静止开始释放，则（ ）
| A． | 甲先到达平衡位置 | B． | 乙先到达平衡位置 | ||
| C． | 甲、乙同时到达平衡位置 | D． | 无法判断 |
如图所示，相距L=0.4m、电阻不计的两平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R=0.15Ω的电阻相连，导轨处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面．质量m=0.1kg、电阻r=0.05Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直．t=0时起棒在水平外力F作用下以初速度v0=2m/s、加速度a=1m/s2沿导轨向右匀加速运动．求：
15．关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是（ ）
| A． | 平抛运动是匀变速曲线运动 | |
| B． | 匀速圆周运动是速度不变的运动 | |
| C． | 圆周运动是匀变速曲线运动 | |
| D． | 匀速圆周运动的向心加速度指向圆心，故其方向相同 |
2．如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车匀速向左运动时，物体M的受力和运动情况是（ ）
| A． | 绳的拉力等于M的重力 | B． | 绳的拉力大于M的重力 | ||
| C． | 物体M向上匀速运动 | D． | 物体M向上加速运动 |
12．下列说法中正确的是（ ）
| A． | 由空气进入水中时，电磁波速度减小，声波速度变大 | |
| B． | 红外线比红光波长长，它的热作用很强 | |
| C． | 相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的 | |
| D． | 照相机镜头上的增透膜是利用了光学中的全反射现象 | |
| E． | 康普顿效应证明了光具有波动性 |
16．
在如图所示电路中，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，保护电阻R0=3Ω，滑动变阻器总电阻R=20Ω，闭合电键S，在滑片P从a滑到b的过程中，若安培表内阻忽略，正确的是（ ）
在如图所示电路中，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，保护电阻R0=3Ω，滑动变阻器总电阻R=20Ω，闭合电键S，在滑片P从a滑到b的过程中，若安培表内阻忽略，正确的是（ ）| A． | 安培表的示数先减小后增大 | |
| B． | 安培表的示数先增大后减小 | |
| C． | 滑动变阻器消耗的功率先增大后减小 | |
| D． | 滑动变阻器消耗的功率先增大后减小，再增大后减小 |
4．
用两根足够长的粗糙金属条折成“┌”型导轨，右端水平，左端竖直，与导轨等宽的粗糙金属细杆ab、cd与导轨垂直且接触良好．已知ab、cd杆的质量、电阻值均相等，导轨电阻不计，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中．当ab杆在水平向右的拉力F作用下沿导轨向右匀速运动时，cd杆沿轨道向下运动，以下说法正确的是（ ）
用两根足够长的粗糙金属条折成“┌”型导轨，右端水平，左端竖直，与导轨等宽的粗糙金属细杆ab、cd与导轨垂直且接触良好．已知ab、cd杆的质量、电阻值均相等，导轨电阻不计，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中．当ab杆在水平向右的拉力F作用下沿导轨向右匀速运动时，cd杆沿轨道向下运动，以下说法正确的是（ ）| A． | cd杆一定向下做匀加速直线运动 | |
| B． | 拉力F的大小一定不变 | |
| C． | 回路中的电流强度一定不变 | |
| D． | 拉力F的功率等于ab、cd棒上的焦耳热功率 |