综合题14.0分
物理

如图a,长度L=0.8m的光滑杆左端固定一带正电的点电荷A,其电荷量Q=;一质量m=0.02kg,带电量为q的小球B套在杆上。将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中,以杆左端为原点,沿杆向右为x轴正方向建立坐标系。点电荷A对小球B的作用力随B位置x的变化关系如图B.中曲线I所示,小球B所受水平方向的合力随B位置x的变化关系如图B.中曲线II所示,其中曲线II在0.16≤x≤0.20和x≥0.40范围可近似看作直线。求:(静电力常量

41.小球B所带电量q;

42.非均匀外电场在x=0.3m处沿细杆方向的电场强度大小E;

43.在合电场中,x=0.4m与x=0.6m之间的电势差U。

44.已知小球在x=0.2m处获得v=0.4m/s的初速度时,最远可以运动到x=0.4m。若小球在x=0.16m处受到方向向右,大小为0.04N的恒力作用后,由静止开始运动,为使小球能离开细杆,恒力作用的做小距离s是多少?

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

由图可知,当x=0.3m时,N

因此C

考查方向

库仑公式

解题思路

根据库仑定律可求小球B所带电量;

易错点

库仑公式

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

设在x=0.3m处点电荷与小球间作用力为F2,

F合=F2+qE

因此

电场在x=0.3m处沿细秆方向的电场强度大小为3,方向水平向左。

考查方向

电场强度公式

解题思路

根据电场强度的定义可求非均匀外电场在x=0.3m处沿细杆方向的电场强度大小;

易错点

电场强度的求解

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

800v

解析

根据图象可知在x=0.4m与x=0.6m之间合力做功大小

W合=0.004×0.2=8×10﹣4J

由qU=W合可得:U==800V

考查方向

电场力做功

解题思路

在合电场中,根据电场力做功求x=0.4m与x=0.6m之间的电势差

易错点

电场力做功公式

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

0.065m

解析

由图可知小球从x=0.16m到x=0.2m处

电场力做功W1==6×10﹣4J

小球从x=0.2m到x=0.4m处,电场力做功W2=﹣mv2=﹣1.6×10﹣3 J

由图可知小球从

电场力做功=-0.004×0.4=

由动能定理    +++=0

解得              =

考查方向

动能定理

解题思路

分别求出各段电场力做的功,再由动能定理求恒力作用的最小距离.

易错点

运用动能定理时要注意正功和负功