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14.如圖所示,在水平放置的兩塊間距足夠大的金屬極板間,有一絕緣輕桿,輕桿兩端各固定一質量均為m的小球,帶電量分別-2q、+q兩極板與分壓器連接,當滑動觸頭P在如圖所示位置時,輕桿恰能保持豎直狀態勻速下降.則(  )
A.電源a端為正極
B.兩極板間的電場強度為$\frac{2mg}{q}$
C.若要讓輕桿向上運動,則滑片P應向下移動
D.若輕桿下降h,則電場力對輕桿兩端小球做的功為-2mgh

分析 輕桿恰能保持豎直狀態勻速下降,以兩球整體為研究對象,根據平衡條件分析電場力方向,從而出判斷電源的極性,并求得電場強度的大小.由功的計算公式求電場力做功.

解答 解:A、輕桿恰能保持豎直狀態勻速下降,以兩球整體為研究對象,整體所受的重力為2mg,方向豎直向下,由平衡條件可知,整體所受的電場力應豎直向上,整體總的電荷量為-q,所以電場強度方向向下,電源a端為正極,故A正確.
B、對整體,由平衡條件得 2mg=2qE-qE,得 E=$\frac{2mg}{q}$,故B正確.
C、若要讓輕桿向上運動,應增加電場強度,由U=Ed知,應增大板間電壓,所以滑片P應向上移動,故C錯誤.
D、若輕桿下降h,則電場力對輕桿兩端小球做的功為 W=qEh-2qEh=-qEh=-2mgh,故D正確.
故選:ABD

點評 本題是帶電體在電場中平衡問題,關鍵要正確分析受力情況,靈活選擇研究對象.要注意判斷電場力做功的正負.

練習冊系列答案
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(1)游客對卡座的最大壓力是其體重的多少倍?
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5.如圖甲所示,一物塊在水平拉力的作用下由靜止開始運動,物塊速度與時間關系的v-t圖象如圖乙所示,已知物塊的質量m=2kg,物塊與水平面間的動摩擦因數μ=0.2,重力加速度g取10m/s2,則(  )
A.物塊在位移x=1m時的速度大小為2m/s
B.物塊在前2s時間內受到的拉力大小為4N
C.物塊在后2s時間內受到的拉力做功為25J
D.物塊在t=1s時受到的拉力的功率為6W

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2.如圖甲所示,質量m=2.0kg的物塊,在平行于斜面向上的拉力F作用下,從靜止開始沿斜面向上運動,t=0.5s時撤去拉力.利用速度傳感器得到其v-t圖象)如圖乙所示,取g=10m/s2.試求:

(1)2.0s內物塊的位移大小和通過的路程.
(2)拉力F的大小.

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9.如圖甲所示為一風力實驗示意圖,一根足夠長的固定細桿與水平面成θ=37°,質量為m=1kg的小球穿在細桿上靜止于細桿底端O點,今用沿桿向上的恒定風力F作用于小球上,經時間t1=0.2s后撤去風力,小球沿細桿運動的一段v-t圖象如圖乙所示(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).試求:

(1)小球與細桿之間的動摩擦因數;
(2)0~0.2s內風力F的大小;
(3)撤去風力F后,小球經多長時間返回底部.

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19.如圖所示,在水平面MN的上方存在豎直向下的勻強電場,從空間某點A水平拋出質量為m、帶電量為q的帶正電粒子,在電場力的作用下經過時間t落到MN上的B點,測得A、B兩點間的距離AB=L;若從A點水平拋出時的初速度增大到原來的3倍,則該粒子落到MN上的C點,測得A、C兩點間的距離AC=$\sqrt{3}$L.不考慮帶電粒子的重力和空氣阻力,求:

(1)電場強度E的大小;
(2)帶電粒子運動到C點時的速度大小.

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6.如圖所示,水平桌面上有m,M兩個物塊,現用力F推物塊m,使m,M在桌面上一起向右加速運動(  )
A.若桌面光滑,M、m間的相互作用力為$\frac{mF}{M+m}$
B.若桌面光滑,M、m間的相互作用力為$\frac{MF}{M+m}$
C.若桌面與M、m的動摩擦因數均為μ,M、m間的相互作用力為$\frac{MF}{M+m}$
D.若桌面與M、m的動摩擦因數均為μ,M、m間的相互作用力為$\frac{MF}{M+m}$+μMg

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3.如圖所示,一根勁度系數為k的輕質彈簧,一端固定在傾角為θ的光滑斜面的底端檔板
上.另一端與一個質量為m、帶電荷量為+q的小球相連,整個裝置放在豎直向下、場強為E的勻強電場中,當小球從斜面上由A點運動到B點的過程中(圖中A、B兩點未標出),彈簧的彈性勢能增加了△Ep1,小球的重力勢能減小了△Ep2,則下列說法中正確的是(  )
A.當彈簧的形變量為$\frac{mg+qE}{k}$sinθ時,小球的速度最大
B.當小球的速度為零時,系統的機械能可能最大
C.小球從A點運動到B點的過程中,動能的增量一定大于△E${\;}_{{p}_{2}}$-△E${\;}_{{p}_{1}}$
D.小球從A點運動到B點的過程中,小球的電勢能一定增加$\frac{qE}{mg}$△E${\;}_{{p}_{2}}$

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A.物體的加速度先減小后增大
B.物體的加速度先增大后減小
C.物體在斜面上能達到的最大位移先增大后減小
D.物體在斜面上能達到的最大位移先減小后增大

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