【題目】用長為L的絕緣細線拴一個質量為m,電荷量為q的小球,如圖所示,線的另一端固定在水平方向的勻強電場中,開始時將帶電球拉到使線成水平的位置,小球由靜止從A點向下擺動,當細線轉過60°角,小球到達B點時,速度恰好為零,試求:

(1)勻強電場的場強E為多大?

(2)小球由A運動到B點的過程中,細線的最大拉力多大?

(3)在A點給小球一豎直向下的初速度使小球能完成豎直平面內的完整的圓周運動,求小球速度最小的點的電勢.(設O點的電勢為零,電場區(qū)域足夠大,小球始終在勻強電場中)

【答案】(1);(2)(6﹣2)mg;(3)

【解析】

(1)小球從AB的運動過程中運用動能定理的:

﹣EqL(1﹣cos60°)+mgLsin60°=0

解得:E=

(2)當小球運動到細線方向與電場力和重力合力的方向相反時,繩子的拉力最大,

設此時繩子與水平方向夾角為θ,則tanθ=

所以θ=30°

根據(jù)動能定理得:mgLsinθ﹣Eq(1﹣cosθ)L=mv2

T﹣F=m

由上述各式解得:T=(6﹣2)mg

(3)小球速度最小的點應在與C位置在同一直徑上的C′點,如圖所示

則有:U=ELsin60°

解得:φ=

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,兩根平行金屬導軌固定在同一水平面內,間距為l=1m,導軌左端連接一個電阻.一根質量為m=1kg、電阻為的金屬桿ab垂直放置在導軌上.在桿的右方距桿為d=2m處有一個勻強磁場,磁場方向垂直于軌道平面向下,磁感應強度為B=2T.對桿施加一個大小為F=10N、方向平行于導軌的恒力,使桿從靜止開始運動,已知桿到達磁場區(qū)域時速度為v=4m/s,之后進入磁場恰好做勻速運動.不計導軌的電阻,假定導軌與桿之間存在恒定的阻力.求

(1)導軌對桿ab的阻力大小f;

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A. C點到A點的過程中,電勢逐漸升高

B. CA的過程中物塊的電勢能先減小后變大

C. B點為中垂線上電場強度最大的點,場強E=1V/m

D. AB兩點的電勢差

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(1)滑塊在木板上滑動過程中,長木板受到的摩擦力f的大小和方向;

(2)滑塊在木板上滑動過程中,滑塊相對于地面的加速度a的大。

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A. 該電場在c點處的電勢一定為6V

B. 負電荷從a點運動到b點的過程中電勢能一定增大

C. 正電荷只受電場力作用從a點運動到b點的過程中動能一定增大

D. a點處的場強可能小于b點處的場強

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A. A、B運動2 s后相遇

B. A、B相遇的位置距離斜面底端為22.5 m

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D. A、B碰撞過程損失的機械能為135J

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