题目内容

17.如图所示,在场强为E的水平匀强电场中,一根长为l的绝缘杆,两端分别固定着带有电荷量+q和-q的小球(大小不计).现让绝缘杆绕中点O逆时针转动α角,求转动中带电小球克服电场力所做的功.

分析 电场力是恒力,做功与路径无关,与首末位置有关,根据功的公式求出带电小球克服电场力所做的功.

解答 解:电场力对带正电的小球做负功,则带正电的小球克服电场力做功W1=qE$\frac{l}{2}$(1-cosα).电场力对带负电的小球做负功,则带负电的小球克服电场力做功W2=qE$\frac{l}{2}$(1-cosα).所以转动中带电小球克服电场力做功为W=W1+W2=qEl(1-cosα).
答:转动中带电小球克服电场力所做的功为qEl(1-cosα).

点评 解决本题的关键知道恒力做功与路径无关,与首末位置有关.以及掌握恒力功的公式W=Fscosθ.同时要注意分析电场对两小球均做负功.

练习册系列答案
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6.用如图甲所示的装置进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验中.

(1)若小车的总质量为M,砝码和砝码盘的总质量为m,则当满足M>>m条件时,可认为小车受到合外力大小等于砝码和砝码盘的总重力大小.
(2)在探究加速度与质量的关系实验中,下列做法中正确的是AC.
A.平衡摩擦力时,不应将装砝码的砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,都需要重新平衡摩擦力
C.实验时,先接通打点计时器电源,再放开小车
D.小车运动的加速度可由牛顿第二定律直接求出
(3)甲同学通过对小车所牵引纸带的测量,就能得出小车的加速度a.如图乙是某次实验所打出的一条纸带,在纸带上标出了5个计数点,在相邻的两个计数点之间还有4个打点未标出,计时器打点频率为50Hz,则小车运动的加速度为0.45m/s2(保留两位有效数字).
(4)乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M,得到小车的加速度a与质量M的数据,画出a~$\frac{1}{M}$图线后,发现当$\frac{1}{M}$较大时,图线发生弯曲.该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正,避免了图线的末端发生弯曲的现象.则该同学的修正方案可能是A   .
A.改画a与$\frac{1}{M+m}$的关系图线       B.改画a与(M+m)的关系图线
C.改画 a与$\frac{m}{M}$的关系图线             D.改画a与$\frac{1}{(M+m)^{2}}$的关系图线.

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