题目内容

如图9-3-7，质量为m的带电颗粒，以初速度v0进入电场后沿直线运动到上极板，板间距离为d.问：

图9-3-7

（1）带电颗粒的电性？

（2）带电颗粒做什么运动？

（3）电场力做功多少？

解析：带电颗粒做直线运动，合力方向F应与v0方向在同一直线上.对带电颗粒进行受力分析，若不考虑重力mg，则带电颗粒只受qE，方向不可能与v0在同一直线上，所以不能忽略mg.若电场力方向向下，粒子受的合力方向与v0方向还是不在同一直线上，粒子将做曲线运动，所以电场力方向必向上，且qE大小应等于mg，所受合力为零，粒子应做匀速直线运动（如图9-3-8）.

图9-3-8

电场力与重力方向相反，又因为电场强度方向向下，所以物体应带负电.

电场力做功等于重力势能的增加，qE·d=mgd.

答案：（1）带负电  （2）匀速直线运动  （3）mgd


练习册系列答案
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如图1所示，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为速度传感器，它能将滑块A滑到导轨最低点时的速度实时传送到计算机上，整个装置置于高度可调节的斜面上，设斜面高度为h．启动气源，滑块A自导轨顶端由静止释放，将斜面的高度、滑块通过传感器C时的对应速度记入表中． （g取9.8m/s2）
实验序号 1 2 3 4 5 6 7
斜面高度h（cm） 10 20 30 40 50 60 70
传感器示数v（m/s） 1.40 1.98 2.42 2.80 2.90 3.47 3.70
v2（m2/s2） 1.96 3.92 5.86 7.84 8.41 12.04 13.69
（1）选择适当的物理量在图2中所示的坐标纸上作出能直观反映滑块经传感器时的速度与斜面高度的关系图象；
（2）要由此装置验证机械能守恒定律，所需的器材有速度传感器（带电源、计算机、导
线），滑块，气垫导轨（带气源），高度可以调节的斜面，此外还需的器材有
A
A

A．毫米刻度尺  B．天平  C．秒表   D．打点计时器   E．弹簧测力计
（3）由图象分析滑块沿气垫导轨下滑时机械能是否守恒．若守恒，说明判断机械能守恒的依据，若不守恒，分析机械能不守恒的原因
图线过原点且斜率k=2g，表明机械能守恒
图线过原点且斜率k=2g，表明机械能守恒
一宇宙空间探测器从某一星球的表面竖直升空，假设探测器的质量和发动机的推力均不变，当它升空到某一高度时，发动机关闭，如图1-3-7所示表示其速度随时间的变化规律.

（1）升空后，9 s、25 s、45 s时（即图象上A、B、C三点的对应时刻），探测器的运动情况如何？

（2）求宇宙探测器在该行星表面所能达到的最大高度.

（3）计算该行星表面的重力加速度.

图1-3-7

如图9-3-27所示，两足够长且间距L＝1 m的光滑平行导轨固定于竖直平面内，导轨的下端连接着一个阻值R＝1 Ω的电阻.质量为m＝0.6 kg的光滑金属棒MN靠在导轨上，可沿导轨滑动且与导轨接触良好，整个导轨处在空间足够大的垂直于平面向里的匀强磁场中，磁感应强度B＝1 T.现用内阻R＝1 Ω的电动机牵引金属棒MN，使其从静止开始运动直到获得稳定速度，若上述过程中电流表和电压表的示数始终保持1 A和8 V不变（金属棒和导轨的电阻不计，重力加速度g取10 m/s2），求：

图9-3-27

（1）电动机的输出功率；

（2）金属棒获得的稳定速度的大小；

（3）若金属棒从静止开始运动到获得稳定速度的过程中，棒上升的高度为1 m，该过程中电阻R上产生的电热为0.7 J，求此过程经历的时间.

一个闭合回路由两部分组成，如图9-3-7所示，右侧是电阻为r的圆形导线，置于竖直方向均匀变化的磁场B1中；左侧是光滑的倾角为θ的平行导轨，宽度为d，其电阻不计．磁感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面向上，且只分布在左侧，一个质量为m、电阻为R的导体棒此时恰好能静止在导轨上，分析下述判断不正确的有(　　)．

图9-3-7

A．圆形线圈中的磁场，可以向上均匀增强，也可以向下均匀减弱

B．导体棒ab受到的安培力大小为mgsin θ

C．回路中的感应电流为

D．圆形导线中的电热功率为(r＋R)

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