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带电粒子在电场中运动的综合应用
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如图所示,为一个实验室模拟货物传送的装置,A是一个表面绝缘质量为2kg的长板车,车置于光滑的水平面上,在车左端放置一质量为1kg带电量为q=1×10-2C的绝缘小货物B,在全部传
网友投稿 2022-12-05 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示,为一个实验室模拟货物传送的装置,A是一个表面绝缘质量为2kg的长板车,车置于光滑的水平面上,在车左端放置一质量为1kg带电量为q=1×10
-2
C的绝缘小货物B,在全部传送途中有一水平电场,可以通过开关控制其有、无及方向。先产生一个方向水平向右,大小E
1
=3×10
2
N/m的电场,车和货物开始运动,作用时间2s后,改变电场,电场大小变为E
2
=1×10
2
N/m,方向向左,电场作用一段时间后,关闭电场,关闭电场时车右端正好到达目的地,货物到达车的最右端,且车和货物的速度恰好为零。已知货物与车间的动摩擦因数μ=0.1,(车不带电,货物体积大小不计,g取10m/s
2
)求:
(1)第二次电场作用的时间;
(2)车的长度。
◎ 答案
解:(1)因为车最大加速度
货物和车若以相同加速度一起运动,
所以,货物和车不可能以相同加速度一起运动
货物
车
经t
1
=2s货物运动
车运动
货物V
1
=a
1
t
1
=2×2=4m/s,向右
车V
2
=a
2
t
1
=0.5×2=1m/s,向右
经2秒后,货物作匀减速运动,
,向左
车加速度不变,仍为a
2
=0.5m/s
2
,向右
当两者速度相等时,共同速度为V=V
1
-a
1
′t
2
,V=V
2
+a
2
′t
2
t
2
=1.2s,V=1.6m/s
以后因为若物和车若以相同加速度一起运动,
所以货物和车一起作为整体向右作匀减速直到速度都为0
货物和车获得共同速度至停止运动用时
第二次电场作用时间为t=t
2
+t
3
=6s
(2)由题意,可得,当货物和车速度相等时,货物恰好移到车的最右端
车在t
2
时间内位移S
3
=V
2
t
2
+
a
2
t
2
2
=
m=1.56m
货物在t
2
时间内位移为S
4
=V
1
t
2
-
a
1
′t
2
2
=
m=3.36m
车长度L=S
1
-S
2
+S
4
-S
3
=
m=4.8m
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,为一个实验室模拟货物传送的装置,A是一个表面绝缘质量为2kg的长板车,车置于光滑的水平面上,在车左端放置一质量为1kg带电量为q=1×10-2C的绝缘小货物B,在全部传…”主要考查了你对 【带电粒子在电场中运动的综合应用】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202212/409084.html
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