如圖所示，在一足夠大的空間內(nèi)存在著水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小E＝3.0×104N/C。有一個(gè)質(zhì)量m＝4.0×10－3kg的帶電小球，用絕緣輕細(xì)線懸掛起來，靜止時(shí)細(xì)線偏離豎直方向的夾角θ＝37°。取g＝10m/s2，sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，不計(jì)空氣阻力的作用。求：

(1)求小球所帶的電荷量及電性；
(2)如果將細(xì)線輕輕剪斷，求細(xì)線剪斷后，小球運(yùn)動(dòng)的加速度大小；
(3)從剪斷細(xì)線開始經(jīng)過時(shí)間t＝0.20s，求這段時(shí)間內(nèi)小球電勢能的變化量。
(1)1.0×10－6C正電 (2)12.5m/s2 (3)4.5×10－3J

試題分析：(1)小球受到重力mg、電場力F和細(xì)線的拉力T的作用，由共點(diǎn)力平衡條件，得
F＝qE＝mgtanθ
解得q＝mgtanθ/E＝1.0×10－6C
電場力的方向與電場強(qiáng)度的方向相同，故小球所帶電荷為正電荷
(2)剪斷細(xì)線后，小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)其加速度為a，由牛頓第二定律，得＝ma
解得 a＝＝12.5m/s2
(3)在t＝0.20s的時(shí)間內(nèi)，小球的位移為
l＝＝0.25m
小球運(yùn)動(dòng)過程中，電場力做的功
W＝qElsinθ＝mglsinθtanθ＝4.5×10－3J
所以小球電勢能的變化量(減少量)ΔEp＝4.5×10－3J。
點(diǎn)評(píng)：本題的綜合性較強(qiáng)，關(guān)鍵是根據(jù)受力分析，結(jié)合牛頓第二定律解題
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

某空間存在著如圖甲所示足夠大沿水平方向的勻強(qiáng)磁場。在磁場中A、B兩個(gè)物塊疊放在一起，置于光滑水平面上，物塊A帶正電，物塊B不帶電且表面絕緣。在t1=0時(shí)刻，水平恒力F作用在物塊B上，物塊A、B由靜止開始做加速度相同的運(yùn)動(dòng)．在A、B一起向左運(yùn)動(dòng)的過程中，以下說法正確的是(      )

A．圖乙可以反映A所受洛侖茲力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系
B．圖乙可以反映A對B的摩擦力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系
C．圖乙可以反映A對B的壓力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系
D．圖乙可以反映B對地面壓力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，光滑平行的水平金屬導(dǎo)軌MNPQ相距L，在M點(diǎn)和P點(diǎn)間接一個(gè)阻值為R
的電阻，在兩導(dǎo)軌間矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向下、寬為d的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m，電阻為r的導(dǎo)體棒ab，垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場左邊界相距d0.現(xiàn)用一大小為F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，棒ab在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)）.求：

（1）在圖中標(biāo)出當(dāng)棒ab進(jìn)入磁場后流過電阻R的電流方向;
（2）棒ab在離開磁場右邊界時(shí)的速度；
（3）棒ab通過磁場區(qū)的過程中整個(gè)回路所消耗的電能.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，兩平行金屬板的板長不超過0.2 m，板間的電壓u隨時(shí)間t變化的圖線如圖乙所示，在金屬板右側(cè)有一左邊界為MN、右邊無界的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向垂直紙面向里．現(xiàn)有帶正電的粒子連續(xù)不斷地以速度，沿兩板間的中線平行金屬板射入電場中，磁場邊界MN與中線垂直．已知帶電粒子的比荷，粒子所受的重力和粒子間的相互作用力均忽略不計(jì)．
(1)在每個(gè)粒子通過電場區(qū)域的時(shí)間內(nèi)，可以把板間的電場強(qiáng)度看作是恒定的．試說明這種處理能夠成立的理由．
(2)設(shè)時(shí)刻射入電場的帶電粒子恰能從平行金屬板邊緣射出，求該帶電粒子射出電場時(shí)的速度大�。�
(3)對于所有經(jīng)過電場射入磁場的帶電粒子，設(shè)其射入磁場的入射點(diǎn)和從磁場射出的出射點(diǎn)間的距離為d，試判斷d的大小是否隨時(shí)間而變化？若不變，證明你的結(jié)論；若變，求出d的變化范圍．
　

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如下圖所示，豎直平面（紙面）內(nèi)有直角坐標(biāo)系xOy，x軸沿水平方向。在x≤O的區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1的勻強(qiáng)磁場。在第二象限緊貼y軸固定放置長為l、表面粗糙的不帶電絕緣平板，平板平行于x軸且與x軸相距h。在第一象限內(nèi)的某區(qū)域存在方向相互垂直的勻強(qiáng)磁場（磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2、方向垂直于紙面向外）和勻強(qiáng)電場（圖中未畫出）。一質(zhì)量為m、不帶電的小球Q從平板下側(cè)A點(diǎn)沿x軸正向拋出；另一質(zhì)量也為m、帶電量為q的小球P從A點(diǎn)緊貼平板沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，變?yōu)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)后從y軸上的D點(diǎn)進(jìn)入電磁場區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)圓周離開電磁場區(qū)域，沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，然后從x軸上的K點(diǎn)進(jìn)入第四象限。小球P、Q相遇在第四象限的某一點(diǎn)，且豎直方向速度相同。設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中小球P電量不變，小球P和Q始終在紙面內(nèi)運(yùn)動(dòng)且均看作質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g。求：

（1）勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小，并判斷P球所帶電荷的正負(fù)；
（2）小球Q的拋出速度v0的取值范圍；
（3）B1是B2的多少倍？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

電學(xué)中有些儀器經(jīng)常用到下述電子運(yùn)動(dòng)的物理原理。某一水平面內(nèi)有一直角坐標(biāo)系xOy平面，x=0和x=L=10cm的區(qū)間內(nèi)有一沿x軸負(fù)方向的有理想邊界的勻強(qiáng)電場E1=1.0×104V/m,x=L和x=3L的區(qū)間內(nèi)有一沿y軸負(fù)方向的有理想邊界的勻強(qiáng)電場E2=1.0×104V/m，一電子（為了計(jì)算簡單，比荷取為：）從直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)的坐標(biāo)原點(diǎn)O以很小的速度進(jìn)入勻強(qiáng)電場E1，計(jì)算時(shí)不計(jì)此速度且只考試xOy平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。求：

（1）電子從O點(diǎn)進(jìn)入到離開x=3L處的電場所需的時(shí)間；
（2）電子離開x=3L處的電場時(shí)的y坐標(biāo)；
（3）電子度開x=3L處的電場時(shí)的速度大小和方向。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，水平放置的平行金屬板之間電壓大小為U，距離為d，其間還有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場．質(zhì)量為帶電量為+q的帶電粒子，以水平速度v0從平行金屬板的正中間射入并做勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后又垂直射入場強(qiáng)大小為E2，方向豎直向上的勻強(qiáng)電場，其邊界a、b間的寬為L(該電場豎直方向足夠長)．電場和磁場都有理想邊界，且粒子所受重力不計(jì)，求：
（1）勻強(qiáng)磁場對該帶電粒子作用力的大小f；
（2）該帶電粒子在a、b間運(yùn)動(dòng)的加速度大小a；
（3）該帶電粒子到達(dá)邊界b時(shí)的速度大小v．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，ABCD為豎直放在場強(qiáng)為E＝104V/m水平勻強(qiáng)電場中的絕緣光滑軌道，其中軌道的BCD部分是半徑為R的圓形軌道，軌道的水平部分與其半圓相切，A為水平軌道上的一點(diǎn)，而且AB＝R＝0.2m，把一質(zhì)量m＝0.1kg、帶電荷量q＝+1×10-4C的小球放在水平軌道的A點(diǎn)由靜止開始釋放，小球在軌道的內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)。（g取10m/s2）求：


（1）小球到達(dá)D點(diǎn)時(shí)對軌道壓力是多大？
（2）若讓小球安全通過軌道，開始釋放點(diǎn)離B點(diǎn)至少多遠(yuǎn)？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（14分）如圖所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面的夾角為a＝30°，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌處在垂直導(dǎo)軌平面斜向上的有界勻強(qiáng)磁場中. 兩根電阻都為R＝2W、質(zhì)量都為m＝0.2kg的完全相同的細(xì)金屬棒ab和cd垂直導(dǎo)軌并排靠緊的放置在導(dǎo)軌上，與磁場上邊界距離為x＝1.6m，有界勻強(qiáng)磁場寬度為3x＝4.8m．先將金屬棒ab由靜止釋放，金屬棒ab剛進(jìn)入磁場就恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)立即由靜止釋放金屬棒cd，金屬棒cd在出磁場前已做勻速運(yùn)動(dòng).兩金屬棒在下滑過程中與導(dǎo)軌接觸始終良好（取重力加速度g＝10m/s2）.求：

（1）金屬棒ab剛進(jìn)入磁場時(shí)棒中電流I；
（2）金屬棒cd在磁場中運(yùn)動(dòng)的過程中通過回路某一截面的電量q；
（3）兩根金屬棒全部通過磁場的過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q．

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同步練習(xí)冊答案