11．如圖所示，一個粒子質(zhì)量為m、帶電量為+Q，以初速度v0與水平面成45°角射向空間勻強電場區(qū)域，粒子恰做直線運動，則這勻強電場的強度最小值為$\frac{\sqrt{2}mg}{2q}$；方向是斜向左上方，與水平方向成45度角．

分析 粒子恰好作直線運動，合力方向與速度方向在同一直線上，運用作圖法分析電場力的最小值和方向，確定最小場強的大小及方向．

解答 解：據(jù)題，粒子恰好作直線運動，則其合力方向與速度方向在同一直線上，作出力的合成圖如圖，由圖可知，當電場力QE與速度方向垂直時，電場力最小，電場力最小值為：
qEmin=mgsin45°
得到，電場強度的最小值為Emin=$\frac{\sqrt{2}mg}{2q}$，由于小球帶正電，則此場強方向垂直直線向上，即斜向左上方，與水平方向成45度．
故答案為：$\frac{\sqrt{2}mg}{2q}$；方向斜向左上方，與水平方向成45度

點評 本題關(guān)鍵要掌握粒子做直線運動的條件：合力方向與速度方向共線，能運用作圖法得到電場力的最小值，再求解電場強度的最小值．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

20．某一長直的賽道上，有一輛F1賽車，前方200m處有一安全車正以10m/s的速度勻速前進，這時賽車由靜止出發(fā)以2m/s2的加速度追趕安全車．求：
（1）賽車出發(fā)3s末的瞬時速度大小；
（2）賽車追上安全車之前與安全車相距的最遠距離？
（3）當賽車剛追上安全車時，賽車的速度大小．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

2．如圖所示，間距為L=1m的兩條平行的光滑金屬導軌固定在傾角為θ=30°的絕緣斜面上，導軌上端連接一個定值電阻R．導體棒a和b放在導軌上，與導軌垂直并良好接觸．斜面上水平虛線PQ以下區(qū)域內(nèi)，存在著垂直穿過斜面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B=1T．現(xiàn)對a棒施以平行導軌斜向上的拉力，使它沿導軌勻速向上運動，此時放在導軌底端的b棒恰好能靜止．當a棒運動到磁場的上邊界PQ處時，撤去拉力，a棒將繼續(xù)沿導軌向上運動一小段距離后再向下滑動，a棒滑離導軌底端前已達到穩(wěn)定速度．已知a棒、b棒和定值電阻的阻值均為R=1Ω，導軌電阻不計．a(chǎn)棒、b棒的質(zhì)量分別為ma=0.4kg、mb=0.2kg，重力加速度為g=10m/s2．導軌底端與邊界PQ的距離為d=1m．求：
（1）a棒在磁場中沿導軌向上勻速運動的速度大小v；
（2）a棒離開導軌底端時的速度大小v2；
（3）a棒在磁場中下滑的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱大小．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

19．如圖a所示，勻強磁場垂直于xOy平面，磁感應(yīng)強度B1按圖b所示規(guī)律變化（垂直于紙面向外為正）．t=0時，一比荷為$\frac{q}{m}$=1×105C/kg的帶正電粒子從原點沿y軸正方向射入，速度大小v=3×104m/s，不計粒子重力．
（1）求帶電粒子在勻強磁場中運動的軌道半徑．
（2）求t=$\frac{π}{2}$×10-4s時帶電粒子的坐標．
（3）保持b中磁場不變，再加一垂直于xOy平面向外的恒定勻強磁場B2，其磁感應(yīng)強度為0.3T，在t=0時，粒子仍以原來的速度從原點射入，求粒子回到坐標原點的時刻．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．將硬導線中間一段折成半圓形，使其半徑為R，讓它在磁感應(yīng)強度為B，方向如圖所示的勻強磁場中繞軸MN勻速轉(zhuǎn)動．導線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，外電路接有額定功率為P、電阻為r的小燈泡并正常發(fā)光．電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計，則下列說法正確的是（　�。�
A．半圓形硬導線的角速度為$\frac{{\sqrt{2rP}}}{{{π^2}{R^2}B}}$
B．半圓形硬導線的角速度為$\frac{{\sqrt{rP}}}{{{π^2}{R^2}B}}$
C．線圈從圖示位置轉(zhuǎn)900通過小燈泡的電荷量為$\frac{{π{R^2}B}}{2r}$
D．線圈從圖示位置轉(zhuǎn)900過程中通過小燈泡的電荷量為0

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

16．如圖，MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成θ=30°角固定，M、P之間接可變電阻R，導軌所在空間存在垂直于軌道平面向上B=1T的勻強磁場，質(zhì)量為m的金屬桿ab垂直于MN、PQ放置在軌道上，其接入電路的電阻值為r．現(xiàn)從靜止釋放桿ab，桿最大速度vm與可變電阻R的關(guān)系如圖所示，已知軌距為L=1m，g=10m/s2，軌道足夠長且電阻不計．求：
（1）當R=0時最大感應(yīng)電動勢E的大小和電流方向；
（2）金屬桿的阻值r和質(zhì)量m；
（3）若R=2Ω時，桿從靜止下滑2m達到最大速度，則此過程R產(chǎn)生熱量多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

3．電學中有些儀器經(jīng)常用到下述電子運動的物理原理．如圖某一水平面內(nèi)有一直角坐標系xoy，x=0和x=L=10cm的區(qū)間內(nèi)有一沿x軸負方向的有理想邊界的勻強電場．場強E1=1.0×104V/m，x=L和x=3L的區(qū)間內(nèi)有一沿y軸負方向的有理想邊界的勻強電場，場強E2=1.0×104V/m，一電子（為了計算簡單，比荷取為$\frac{e}{m}$=2×1011C/kg）從直角坐標系xoy平面內(nèi)的坐標原點O以很小的速度沿xoy平面進入勻強電場，計算時不計此速度．求：電子從O點進入到離開x=3L處的電場所需的時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

20．如圖，長為L，傾角為θ的光滑絕緣斜面處于電場中，一帶電量為+q，質(zhì)量為m的小球，以初速度v0由斜面底端的A點開始沿斜面上滑，到達斜面頂端時的速度仍為v0，則（　�。�
A．A點電勢比C點電勢低
B．小球在C點的電勢能小于在A點的電勢能
C．AC兩點的電勢差為$\frac{mgLsinθ}{q}$
D．若電場是勻強電場，則該場強的最小值是$\frac{mgsinθ}{q}$

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

1．人站在20m的平臺邊緣，以20m/s的初速度豎直上拋一石子，則拋出后石子通過距拋出點15m處的時間可能有（不計空氣阻力，取g=10m/s2）（　�。�
A．1sB．1.5sC．$\sqrt{7}$+2）sD．（$\sqrt{7}$-2）s

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