高考物理一轮复习专题7.20电场中的能量动量问题千题精练.pdf
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1、1 专题 7.20 电场中的能量动量问题 一选择题 1.(2017 河南六市一联,17) 在真空中A、B两点分别放有异种点电荷Q和 2Q,以A、B连线中点O为圆 心作一圆形路径acbd,如图 4 所示,则下列说法正确的是( ) 图 4 A.场强大小关系有EaEb、EcEd B.电势高低关系有ab、cd C.将一负点电荷沿圆弧由a运动到b的过程中电场力做正功 D.将一正点电荷沿直线由c运动到d的过程中电势能始终不变 【参考答案】C 二计算题 1. 如图 7 所示,LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道,MN水平且足够长,LM下端与MN相切。质量为m的 带正电小球B静止在水平面上,质量为2m的带正电
2、小球A从LM上距水平面高为h处由静止释放,在A球 进入水平轨道之前,由于A、B两球相距较远,相互作用力可认为零,A球进入水平轨道后,A、B两球间相 互作用视为静电作用,带电小球均可视为质点。已知A、B两球始终没有接触。重力加速度为g。求: 图 7 2 (1)A球刚进入水平轨道的速度大小; (2)A、B两球相距最近时,A、B两球系统的电势能Ep; (3)A、B两球最终的速度vA、vB的大小。 关键点光滑绝缘轨道;A、B两球间相互作用视为静电作用;A、B两球始终没有接触。 (2)A球进入水平轨道后,两球组成的系统动量守恒,当两球相距最近时共速,有2mv0(2mm)v 解得v2 3v 0 2 3 2
3、gh 据能量守恒定律得2mgh1 2(2 mm)v 2E p 解得Ep 2 3mgh (3) 当两球相距最近之后,在静电斥力作用下相互远离,两球距离足够远时,相互作用力为零,系统势能也 为零,速度达到稳定。则2mv02mvAmvB 1 22mv 2 01 22mv 2 A 1 2mv 2 B 解得vA 1 3v 0 1 3 2gh,vB 4 3v 0 4 3 2gh 答案(1)2gh(2) 2 3mgh (3) 1 3 2gh 4 3 2gh 2. 有一质量为M、长度为l的矩形绝缘板放在光滑的水平面上,另一质量为m、带电荷量的绝对值为q的物 块( 视为质点 ) ,以初速度v0从绝缘板的上表面的
4、左端沿水平方向滑入,绝缘板所在空间有范围足够大的匀 3 强电场,其场强大小E 3mg 5q ,方向竖直向下,如图8 所示。已知物块与绝缘板间的动摩擦因数恒定,物块 运动到绝缘板的右端时恰好相对于绝缘板静止;若将匀强电场的方向改变为竖直向上,场强大小不变,且 物块仍以原初速度从绝缘板左端的上表面滑入,结果两者相对静止时,物块未到达绝缘板的右端。求: 图 8 (1) 场强方向竖直向下时,物块在绝缘板上滑动的过程中,系统产生的热量; (2) 场强方向竖直向下时与竖直向上时,物块受到的支持力之比; (3) 场强方向竖直向上时,物块相对于绝缘板滑行的距离。 (2) 场强向下时FNmgqE 场强向上时FN
5、mgqE 所以 FN FN 1 4 (3) 两次产生的热量相等 FNlQ,FNlQ 4 所以l l 4。 答案(1) mMv 2 0 2(Mm) (2)1 4 (3) l 4 3. ( 2019 广东惠州调研)26. (18分) 如图所示的竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场,在虚线的左侧有垂直纸面向里的水平的匀强 磁场,磁感强度大小为B,一绝缘轨道由两段直杆和一半径为R的半圆环组成,固定在纸面所在的竖直平面 内, PQ 、MN水平且足够长,半圆环MAP在磁场边界左侧,P、M点在磁场边界线上,NMAP 段光滑, PQ段粗 糙。现在有一质量为m 、带电荷量为 +q 的小环套在MN杆上,它所
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