题目内容
15．
如图所示，电容器固定在一个绝缘座上，绝缘座放在光滑水平面上，平行板电容器板间的距离为d，右极板上有一小孔，通过孔有一左端固定在电容器左极板上的水平绝缘光滑细杆，电容器极板以及底座、绝缘杆总质量为M，给电容器充电后，有一质量为m的带正电小环恰套在杆上以某一初速度v0对准小孔向左运动，并从小孔进入电容器，设带电环不影响电容器板间电场分布．带电环进入电容器后距左板的最小距离为0.5d，试求：（1）带电环与左极板相距最近时的速度v；
（2）此过程中电容器移动的距离s．
（3）此过程中能量如何变化？
分析 （1）带电环与极板间相距最近时两者速度相等，选取带电环与电容器构成的系统作为研究对象，根据动量守恒定律，即可求出带电环与左极扳相距最近时的速度大小；
（2）结合运动学公式求解电容器移动的距离；
（3）在此过程，系统中，带电小环动能减少，电势能增加，同时电容器等的动能增加，系统中减少的动能全部转化为电势能．
解答 解：（1）带电环进入电容器后在电场力的作用下做初速度为v0的匀减速直线运动，而电容器则在电场力的作用下做匀加速直线运动，当它们的速度相等时，带电环与电容器的左极板相距最近，由系统动量守恒定律可得：mv0=（M+m）v
解得：v=$\frac{m{v}_{0}}{M+m}$
（2）根据运动学基本公式得：
$\frac{v}{2}t=s$，
$\frac{v+{v}_{0}}{2}t=s′$
根据位移关系有$s′-s=\frac{d}{2}$，
解得：s=$\frac{md}{2（M+m）}$
（3）在此过程，系统中，带电小环动能减少，电势能增加，同时电容器等的动能增加，系统中减少的动能全部转化为电势能．
答：（1）带电环与左极板相距最近时的速度v为$\frac{m{v}_{0}}{M+m}$；
（2）此过程中电容器移动的距离s为$\frac{md}{2（M+m）}$．
（3）此过程中带电小环动能减少，电势能增加，同时电容器等的动能增加，系统中减少的动能全部转化为电势能．
点评 考查动量守恒定律与动能定理的应用，注意动量守恒定律的守恒条件与方向性，并掌握动能定理的功的正负
练习册系列答案
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6．在上题中，若将一磁铁缓慢或者迅速插到闭合线圈中的同一位置处，不发生变化的物理量是（ ）
| A． | 线圈的感应电动势 | B． | 磁通量的变化率 | ||
| C． | 感应电流的电流强度 | D． | 流过导体横截面的电量 |
3．下列说法正确的有（ ）
| A． | 速度大小不变的曲线运动是匀速运动，是没有加速度的 | |
| B． | 变速运动一定是曲线运动 | |
| C． | 曲线运动的速度不一定是要改变的 | |
| D． | 曲线运动也可能是匀变速运动 |
20．如图 是某一时刻一列波的图象，波速是5m/s，已知它正在向右传播，下列说法中正确的是（ ）
| A． | 在波的传播过程中，质点B的振幅最大 | |
| B． | 图中的质点B比D迟振动 | |
| C． | 图中的质点C正在向下运动 | |
| D． | 这列波的频率是2.5Hz |
7．
一个矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴匀速转动，线圈中的感应电动势e随时间t变化如图所示．则（ ）
一个矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴匀速转动，线圈中的感应电动势e随时间t变化如图所示．则（ ）| A． | t1时刻通过线圈的磁通量为零 | |
| B． | t2时刻线圈位于中性面 | |
| C． | t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大 | |
| D． | 矩形线圈每转一周，电动势e方向改变两次 |
如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r=1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω=2π rad/s，外电路电阻R=4Ω．求：
5．
水平地面上的物体在水平恒力F的作用下由静止开始运动，一段时间后撤去F，其运动的v-t图象如图所示，若物体与地面间滑动摩擦力的大小为f，则F的大小为（ ）
水平地面上的物体在水平恒力F的作用下由静止开始运动，一段时间后撤去F，其运动的v-t图象如图所示，若物体与地面间滑动摩擦力的大小为f，则F的大小为（ ）| A． | F=3f | B． | F=2f | C． | F=1.5f | D． | F=f |