13.一根長為l的絲線吊著一質(zhì)量為m,帶電荷量為q的小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場中,如圖所示,絲線與豎直方向成37°角,先突然將該電場方向變?yōu)橄蛳虑掖笮〔蛔,不考慮因電場的改變而帶來的其它影響(重力加速度為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的大小
(2)求小球經(jīng)過最低點(diǎn)時絲線的拉力大。

分析 (1)以小球?yàn)檠芯繉ο,分析受力情況,由于小球處于靜止?fàn)顟B(tài),合力為零,由平衡條件分析電場力的方向,求解電場強(qiáng)度大;
(2)當(dāng)電場方向變?yōu)橄蛳潞,小球受到的電場力豎直向下,向下做圓周運(yùn)動,根據(jù)動能定理求解小球經(jīng)過最低點(diǎn)時的瞬時速度;小球經(jīng)過最低點(diǎn)時,由重力、電場力和絲線的拉力的合力提供了向心力,根據(jù)牛頓第二定律求解絲線對小球的拉力.

解答 解:(1)小球靜止在電場中受力如下圖所示,顯然小球帶正電,由平衡條件得:
 
  mgtan37°=qE…①
故有:E=$\frac{3mg}{4q}$…②
(2)電場方向變成向下后,小球開始擺動做圓周運(yùn)動,重力、電場力對小球做正功.由動能定理得:
  $\frac{1}{2}$mv2=(mg+qE)l(1-cos37°)…③
由圓周運(yùn)動知識,在最低點(diǎn)時,小球受力情況如下圖所示,由牛頓第二定律有:
 
FT-(mg+qE)=m$\frac{{v}^{2}}{l}$…④
由③④解得:FT=$\frac{49}{20}$mg.
答:
(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的大小為$\frac{3mg}{4q}$;
(2)小球經(jīng)過最低點(diǎn)時絲線的拉力為$\frac{49}{20}$mg.

點(diǎn)評 運(yùn)用動能定理求速度,根據(jù)牛頓第二定律求絲線的拉力,是常用的方法和思路,要能熟練運(yùn)用力學(xué)方法解決電場中的問題.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

5.如圖所示,在豎直向上的勻強(qiáng)電場中有三個小球A、B、C,用不可伸長的絕緣絲線相連懸掛于O點(diǎn),質(zhì)量分別為5m,3m和2m,其中只有B球帶負(fù)電-q,電場強(qiáng)度為E.現(xiàn)將AO線燒斷,在燒斷瞬間,aA=$\frac{qE}{8m}+g$m/s2;aB=$\frac{qE}{8m}+g$m/s2; aC=gm/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.關(guān)于物體的運(yùn)動狀態(tài)和所受合外力的關(guān)系,下列說法正確的是(  )
A.物體所受的合外力為零時,物體一定處于靜止?fàn)顟B(tài)
B.只有在合外力發(fā)生變化時,物體的運(yùn)動狀態(tài)才會改變
C.物體所受的合外力不為零時,物體就一定有加速度
D.物體的運(yùn)動方向一定與它所受的合外力的方向相同

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

1.用“油膜法估測分子的直徑”的實(shí)驗(yàn)中
(1)“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)的科學(xué)依據(jù)是ABD
A.將油膜看成單分子油膜                B.不考慮各油酸分子間的間隙
C.考慮了各油酸分子間的間隙            D.將油膜分子看成球形
(2)某種不溶于水的油劑的密度是8×102kg/m3.取該油劑0.8mg滴在水面上,最后形成的油膜面積最大可達(dá)10m2

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

8.在如圖所示的四個選項(xiàng)中,AB、BC為輕質(zhì)桿,各圖中桿的A、C端都通過鉸鏈與墻連接,兩桿都在B處由鉸鏈相連接(一切摩擦不計),圖中的AB桿不可以用與之等長的輕繩代替的是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

18.如圖所示,質(zhì)量為M的小車放在光滑的水平地面上,右面靠墻,上表面是一個光滑的斜面,斜面的傾角為θ,設(shè)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,那么,當(dāng)有一個質(zhì)量為m的物塊在這個斜面上以初速度為V0開始下滑后,求:
(1)墻壁對小車的彈力為多大?
(2)小車對地面的壓力為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.在下列四個核反應(yīng)方程中,x1、x2、x3和x4各代表某種粒子
①${\;}_{1}^{3}$H+x1→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{0}^{1}$n
②${\;}_{7}^{14}$N+${\;}_{2}^{4}$He→${\;}_{8}^{17}$O+x2
③${\;}_{4}^{9}$Be+${\;}_{2}^{4}$He→${\;}_{6}^{12}$C+x3
④${\;}_{12}^{24}$Mg+${\;}_{2}^{4}$He→${\;}_{13}^{27}$Al+x4
以下判斷中正確的是(  )
A.x1是質(zhì)子B.x2是中子C.x3電子D.x4是質(zhì)子

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應(yīng)措施經(jīng)過的時間叫人的反應(yīng)時間.現(xiàn)甲同學(xué)用兩根手指捏住木尺頂端,乙同學(xué)一只手在木尺下端靠近木尺但不接觸木尺且準(zhǔn)備握住木尺.當(dāng)乙同學(xué)看到甲同學(xué)放手時,立即握住木尺,測出木尺下落高度為19.6cm,g=9.8m/s2,則(  )
A.甲同學(xué)反應(yīng)時間為0.2sB.甲同學(xué)反應(yīng)時間為2s
C.乙同學(xué)反應(yīng)時間為0.2sD.乙同學(xué)反應(yīng)時間為2s

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.從離地500m的空中自由落下一個小球,取g=10m/s2,求:
(1)經(jīng)過多少時間落到地面?
(2)從開始落下的時刻起,在第1s內(nèi)的位移、最后1s內(nèi)的位移.
(3)最后3秒內(nèi)的位移.

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