如圖所示,水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E=200V/m.輕質(zhì)細(xì)線長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.6m,一端固定在電場(chǎng)中的O點(diǎn),另一端系可看作質(zhì)點(diǎn)的小球,小球的質(zhì)量m=3×10-4kg,帶電量q=+2×10-5C.求:
(1)當(dāng)小球靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角θ;
(2)讓細(xì)線剛好拉直且處于水平方向,小球從圖中C點(diǎn)由靜止釋放,求小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方時(shí)速度大;
(3)讓細(xì)線剛好拉直且處于豎直方向,小球從圖中B點(diǎn)由水平向右以4m/s的初速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng),求小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方時(shí)對(duì)細(xì)線的拉力.
(1)小球所受電場(chǎng)力大小F=qE=4×10-3N
小球所受重力mg=3×10-3N
對(duì)小球靜止時(shí)受力分析如圖:

(2)根據(jù)平衡條件tanθ=
qE
mg
=0.8
得θ=53°
小球從圖中C點(diǎn)由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方過(guò)程中根據(jù)動(dòng)能定理:
mgL+qEL=
1
2
mv2-0
得:v=2
7
m/s
(3)B點(diǎn)由水平向右以4m/s的初速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理:
mg2L=
1
2
mv′2-
1
2
mv02
對(duì)小球在最低點(diǎn)時(shí)受力分析,根據(jù)牛頓第二定律得:
T-mg=m
v2
L

解得:T=0.023N
答:(1)當(dāng)小球靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角θ為53°;
(2)讓細(xì)線剛好拉直且處于水平方向,小球從圖中C點(diǎn)由靜止釋放,求小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方時(shí)速度大小為2
7
m/s;
(3)讓細(xì)線剛好拉直且處于豎直方向,小球從圖中B點(diǎn)由水平向右以4m/s的初速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng),求小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方時(shí)對(duì)細(xì)線的拉力為0.023N.
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,在水平放置的A、B兩帶點(diǎn)金屬板形成的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,MN兩點(diǎn)之間的連線與豎直方向的夾角為60°.把帶電量為q=-1.5×10-8C的點(diǎn)電荷由M點(diǎn)移到N點(diǎn),克服電場(chǎng)力做了4.2×10-5J的功.MN長(zhǎng)為1cm.試求:
(1)該點(diǎn)電荷的電勢(shì)能如何變化?變化多少?
(2)M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)差UMN;
(3)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:多選題

圖甲所示的U-x圖象表示三對(duì)平行金屬板間電場(chǎng)的電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離關(guān)系.如圖乙所示,若三對(duì)金屬板的負(fù)極板接地,圖中x均表示到正極板的距離,則下述結(jié)論中正確的是( 。
A.三對(duì)金屬板兩板電勢(shì)差的關(guān)系為U1=U2=U3
B.三對(duì)金屬板正極電勢(shì)的關(guān)系φ1>φ2>φ3
C.三對(duì)金屬板板間距離關(guān)系為d1<d2<d3
D.三對(duì)金屬板板間場(chǎng)強(qiáng)大小是E1>E2>E3

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E=2×104N/C.一電荷量q=+1×10-8C的電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),A、B之間的距離d=0.1m.求:
(1)電荷所受電場(chǎng)力的大小F;
(2)電場(chǎng)力對(duì)電荷做的功W.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,質(zhì)量為m的帶負(fù)電的小物塊置于傾角為30°的光滑斜面上,小物塊到地面的高度為h,當(dāng)整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中時(shí),小物塊恰好靜止在斜面上.現(xiàn)將電場(chǎng)方向突然改為豎直向上,而場(chǎng)強(qiáng)大小不變.已知重力加速度為g,求小物塊斜面底端的速度大。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,兩個(gè)平行金屬板AB中間為一勻強(qiáng)電場(chǎng),AB相距10cm,CD為電場(chǎng)中的兩點(diǎn),CD=8cm,CD連線和電場(chǎng)方向成60°角,C點(diǎn)到A板的距離為2cm.
已知質(zhì)子從C點(diǎn)移到D點(diǎn),電場(chǎng)力作功為3.2×10-17J.(質(zhì)子帶電量為1.6×10-19C)求:
(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度;
(2)AB兩板之間的電勢(shì)差;
(3)若將A板接地,則C、D兩點(diǎn)的電勢(shì)各為多大?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:多選題

如圖所示,在等量異種點(diǎn)電荷+Q和-Q的電場(chǎng)中,有一個(gè)正方形OABC,其中O點(diǎn)為兩電荷連線的中點(diǎn).下列說(shuō)法正確的是( 。
A.A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度比C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大
B.A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)高
C.將相同的電荷放在O點(diǎn)與C點(diǎn)電勢(shì)能一定相等
D.移動(dòng)同一正電荷,電場(chǎng)力做的功WCB=WOA

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E=100V/m,A、B兩點(diǎn)相距10cm,A、B連線與電場(chǎng)線夾角為60°,則UBA之值為( 。
A.-10VB.10VC.-5VD.5V

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

在電場(chǎng)中,把電荷量為4×10-9C的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),克服電場(chǎng)力做功6×10-8J,以下說(shuō)法中正確的是( 。
A.電荷在B點(diǎn)具有的電勢(shì)能是6×10-8J
B.B點(diǎn)的電勢(shì)是15V
C.電荷的電勢(shì)能增加了6×lO-8J
D.電荷的電勢(shì)能減少了6×10-8J

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同步練習(xí)冊(cè)答案