如图所示,一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置.在管子的底部固定一电荷量为Q(Q>0)的点电荷.在距离底部点电荷为h2的管口A处,有一电荷量为q(q>0)、质量为m的点电荷由静止释放,

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 功能关系/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置.在管子的底部固定一电荷量为Q(Q>0)的点电荷.在距离底部点电荷为h2的管口A处,有一电荷量为q(q>0)、质量为m的点电荷由静止释放,在距离底部点电荷为h1的B处速度恰好为零.现让一个电荷量为q、质量为3m的点电荷仍在A处由静止释放,已知静电力常量为k,重力加速度为g,则该点电荷(  )
A.运动到B处的速度为零
B.在下落过程中加速度逐渐减小
C.运动到B处的速度大小为
2
3

3g(h2-h1
D.速度最大处与底部点电荷距离为

kQq
mg
魔方格

◎ 答案

点电荷在下落中受重力和电库仑力,由动能定理可得:
mgh+WE=0;
即WE=-mgh;
当小球质量变为3m时,库仑力不变,故库仑力做功不变,由动能定理可得:
3mgh-mgh=
1
2
mv2
解得:v=
2
3

3g(h2-h1)
;故C正确,A错误;
由题意知,小球应先做加速运动,再做减速运动,即开始时重力应大于库仑力;而在下落中,库仑力增大,故下落时加速度先减小,后增大;故B错误;
当重力等于库仑力时,合力为零,此时速度最大,F=3mg=
kQq
r2
,解得:r=

kQq
3mg
,故D错误;
故选C.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置.在管子的底部固定一电荷量为Q(Q>0)的点电荷.在距离底部点电荷为h2的管口A处,有一电荷量为q(q>0)、质量为m的点电荷由静止释放,…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】,【动能定理】,【功能关系】,【库仑定律】  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。

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