如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小為 E ,方向與水平方向夾角為θ(θ≠45°) ,場(chǎng)中有一質(zhì)量為 m ,電荷量為 q 的帶電小球,用長(zhǎng)為 L 的細(xì)線懸掛于O點(diǎn),當(dāng)小球靜止時(shí),細(xì)線恰好水平.現(xiàn)用一外力將小球沿圓弧緩慢拉到豎直方向最低點(diǎn),小球電荷量不變,則在此過(guò)程中(     )
A.外力所做的功為mgLcotθ
B.帶電小球的電勢(shì)能增加 qEL ( sinθ+cosθ)
C.帶電小球的電勢(shì)能增加 2mgLcotθ
D.合外力所做的功為0
AB
分析:對(duì)小球進(jìn)行受力分析可知,小球受重力、電場(chǎng)力及繩子的拉力而處于平衡;由共點(diǎn)力的平衡可求得電場(chǎng)力的大。
由功的計(jì)算公式可求得小球運(yùn)動(dòng)中電場(chǎng)力所做的功;則由電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系可求得電勢(shì)能的變化;再由動(dòng)能定理可求得外力所做的功.
解答:解:小球在水平位置靜止,由共點(diǎn)力的平衡可知,F(xiàn)sinθ=mg,則F=;
小球從最初始位置移到最低點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力所做的功W=-EqL(cosθ+sinθ),因電場(chǎng)力做負(fù)功,故電勢(shì)能增加,故B正確,C錯(cuò)誤;
由動(dòng)能定理可知,W+W+WG=0;
W=-(W+W)=EqL(cosθ+sinθ)-mgL=mgLcotθ;故A正確,D錯(cuò)誤;
故選AB.
點(diǎn)評(píng):本題考查了動(dòng)能定理的應(yīng)用及電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系,在解題中要注意理解重力做功及電場(chǎng)力做功的特點(diǎn),正確求得兩種功的表達(dá)式.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板。質(zhì)量為m,電量為-q的帶電粒子,以初速v0由小孔進(jìn)入電場(chǎng),當(dāng)M、N間電壓為U時(shí),粒子剛好能到達(dá)N極,如果要使這個(gè)帶電粒子能到達(dá)M、N兩板間距的處返回,則下述措施能滿足要求的是:(   )
A.使初速度減為原來(lái)的
B.使M、N間電壓加倍
C.使M、N間電壓提高到原來(lái)的4倍
D.使初速度和M、N間電壓都減為原來(lái)的

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如下圖所示,在絕緣光滑水平面的上方存在著水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量m=2.0×10-3kg、電量q=2.0×10-6C的帶正電的物體(可視為質(zhì)點(diǎn)),從O點(diǎn)開(kāi)始以一定的水平初速度向右做直線運(yùn)動(dòng),其位移隨時(shí)間的變化規(guī)律為s=6.0t-10t2,式中s的單位為m,t的單位為s。不計(jì)空氣阻力,取g=10m/s2。

小題1:求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向;
小題2:求帶電物體在0~0.5s內(nèi)電勢(shì)能的變化量。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(13分)如圖所示,空間存在著電場(chǎng)強(qiáng)度、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),在電場(chǎng)內(nèi)一長(zhǎng)為L=0.5m的絕緣細(xì)線一端固定于O點(diǎn),另一端拴著質(zhì)量m=0.5kg、電荷量的小球,F(xiàn)將細(xì)線拉至水平位置,將小球由靜止釋放,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線受到的拉力恰好達(dá)到它能承受的最大值而斷裂,取。求:(1)小球的電性;

(2)細(xì)線能承受的最大拉力值;
(3)當(dāng)細(xì)線斷后,小球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到與O點(diǎn)水平方向的距離為L時(shí),小球距離O點(diǎn)的高度以及小球的速度大小和方向。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,AB是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線.若有一電子以某一初速度,僅在電場(chǎng)力的作用下,沿AB由A運(yùn)動(dòng)到B,其速度圖象如下圖所示,下列關(guān)于A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EA、EB和電勢(shì)的判斷正確的是:

A.EA>EB       B.EA<EB           C.        D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,水平絕緣光滑軌道AB與處于豎直平面內(nèi)的圓弧形v絕緣光滑軌道BCD平滑連接,圓弧形軌道的半徑R=0.30m。軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E=1.0×107 N/C,F(xiàn)有一電荷量q=-4.0×10-7C,質(zhì)量m=0.30 kg的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn)),在水平軌道上的P點(diǎn)以某一水平初速度v0向右運(yùn)動(dòng),若帶電體恰好可以沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn),并在離開(kāi)D點(diǎn)后,落回到水平面上的P點(diǎn)。,已知OD與OC的夾角θ=37°,求:
(1)P、B兩點(diǎn)間的距離x;
(2)帶電體經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力;
(3)小球的初速度v0的值。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(20分)
如圖所示,空間有場(chǎng)強(qiáng)的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),長(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)的輕繩一端固定于O點(diǎn),另一端系一質(zhì)量的不帶電小球,拉起小球至繩水平后,無(wú)初速釋放。另一電荷量、質(zhì)量與相同的小球,以速度水平拋出,經(jīng)時(shí)間與小球點(diǎn)下方一足夠大的平板相遇。不計(jì)空氣阻力,小球均可視為質(zhì)點(diǎn),取

(1)求碰撞前瞬間小球的速度。
(2)若小球經(jīng)過(guò)路到達(dá)平板,此時(shí)速度恰好為O,求所加的恒力。
(3)若施加恒力后,保持平板垂直于紙面且與水平面的夾角不變,在點(diǎn)下方任意改變平板位置,小球均能與平板正碰,求出所有滿足條件的恒力。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

測(cè)定電子荷質(zhì)比e/m的精確的現(xiàn)代方法之一是雙電容器法,裝置如圖所示.在真空管中由陰極K發(fā)射出電子,其初速度可以忽略不計(jì).此電子被陰極K與陽(yáng)極A間的電場(chǎng)加速后穿過(guò)屏障D1上的小孔,然后順序穿過(guò)電容器C1、屏障D2上的小孔和第二個(gè)電容器C2而射到熒光屏F上.陽(yáng)極與陰極間的電勢(shì)差為U.在電容器C1、C2之間加有頻率為f的完全相同的交流電壓,C1、C2之間的距離為l.選擇頻率f使電子束在熒光屏上的亮點(diǎn)不發(fā)生偏轉(zhuǎn),試證明電子的荷質(zhì)比為.其中n為奇數(shù).

 

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,質(zhì)量為m、電量為q的帶電微粒,以初速度V0從A點(diǎn)豎直向上射入水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。當(dāng)微粒經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)速率為VB=2V0,而方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同。
求:(1)帶電微粒從A運(yùn)動(dòng)到B經(jīng)歷的時(shí)間
(2)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差   

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案