【題目】在豎直平面內(nèi)，一根長(zhǎng)為L的絕緣細(xì)線，一端固定在O點(diǎn)，另一端拴著質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球。小球始終處在場(chǎng)強(qiáng)大小為、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，現(xiàn)將小球拉到與O點(diǎn)等高處，且細(xì)線處于拉直狀態(tài)，由靜止釋放小球，當(dāng)小球的速度沿水平方向時(shí)，細(xì)線被拉斷，之后小球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)并經(jīng)過P點(diǎn)，P點(diǎn)與O點(diǎn)間的水平距離為L。重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，求

（1）細(xì)線被拉斷前瞬間，細(xì)線的拉力大��；

（2）O、P兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。

【答案】（1）1.5mg （2）

【解析】

（1）小球受到豎直向上的電場(chǎng)力：

F = qE = 1.5mg＞mg

所以小球被釋放后將向上繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，到達(dá)圓周最高點(diǎn)時(shí)速度沿水平方向，設(shè)此時(shí)速度為v，由動(dòng)能定理：

設(shè)細(xì)線被拉斷前瞬間的拉力為FT，由牛頓第二定律：

聯(lián)立解得： FT = 1.5mg

（2）細(xì)線斷裂后小球做類平拋運(yùn)動(dòng)，加速度a豎直向上，由牛頓第二定律

F mg = ma

設(shè)細(xì)線斷裂后小球經(jīng)時(shí)間t到達(dá)P點(diǎn)，則有：

L = vt

小球在豎直方向上的位移為：

解得：

O、P兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向（豎直方向）的距離為：

d = L + y

O、P兩點(diǎn)間的電勢(shì)差：

UOP = Ed

聯(lián)立解得：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】回旋加速器是用來加速一群帶電粒子使它們獲得很大動(dòng)能的儀器，其核心部分是兩個(gè)D形金屬扁盒，兩盒分別和一高頻交流電源兩極相接，以便在盒內(nèi)的狹縫中形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，使粒子每次穿過狹縫時(shí)都得到加速，兩盒放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圓心附近，若粒子源射出的粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，粒子最大回旋半徑為R．忽略粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．求：

（1）所加交變電流的頻率f；

（2）粒子離開加速器時(shí)的最大速度v；

（3）若加速的電壓為U，求粒子達(dá)到最大速度被加速的次數(shù)n．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度有下列說法，正確的是（ ）

A.電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力

B.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是跟電場(chǎng)力的方向一致

C.在點(diǎn)電荷Q附近的任意一點(diǎn)，如果沒有把試探電荷q放進(jìn)去，則這一點(diǎn)的強(qiáng)度為零

D.根據(jù)公式可知，電場(chǎng)強(qiáng)度跟電場(chǎng)力成正比，跟放入電場(chǎng)中的電荷的電量成反比

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，一單匝圓形閉合導(dǎo)線框半徑為r，線框電阻為R，連接一交流電流表(內(nèi)阻不計(jì))．線框內(nèi)充滿勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知該磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示(規(guī)定向下為B的正方向)，則下列說法正確的是(　　)

A.t＝0.005 s時(shí)線框中的感應(yīng)電流最大

B.t＝0.01 s時(shí)線框中感應(yīng)電流方向從上往下看為順時(shí)針方向

C.t＝0.015 s時(shí)電流表的示數(shù)為零

D.0～0.02 s內(nèi)閉合導(dǎo)線框上產(chǎn)生的熱量為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】水力發(fā)電的基本原理就是將水流的機(jī)械能（主要指重力勢(shì)能）轉(zhuǎn)化為電能。某小型水力發(fā)電站水流量為Q＝5m3/s（流量是指流體在單位時(shí)間內(nèi)流過某一橫截面的體積），落差為h＝10m，發(fā)電機(jī)（內(nèi)阻不計(jì)）的輸出電壓為U1＝250V，輸電線總電阻為r＝4Ω，為了減小損耗采用了高壓輸電。在發(fā)電機(jī)處安裝升壓變壓器，而在用戶處安裝降壓變壓器，其中，用戶獲得電壓U4＝220V，用戶獲得的功率W，若不計(jì)變壓器損失的能量，已知水的密度、重力加速度g取10m/s2。求：

（1）高壓輸電線中的電流強(qiáng)度I2；

（2）升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；

（3）該電站將水能轉(zhuǎn)化為電能的效率有多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在水平面內(nèi)有一固定的U型裸金屬框架，框架上靜止放置一根光滑的金屬桿ab，整個(gè)裝置放在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示。下列說法中正確的是( )

A.只有當(dāng)磁場(chǎng)方向向上且增強(qiáng)，ab桿才可能向左移動(dòng)

B.只有當(dāng)磁場(chǎng)方向向下且減弱，ab桿才可能向右移動(dòng)

C.無(wú)論磁場(chǎng)方向如何，只要磁場(chǎng)減弱，ab桿就可能向左移動(dòng)

D.當(dāng)磁場(chǎng)變化時(shí)，ab桿中一定有電流產(chǎn)生，且一定會(huì)移動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，虛線所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，P為磁場(chǎng)邊界上的一點(diǎn)．大量相同的帶電粒子以相同的速率經(jīng)過P點(diǎn)，在紙面內(nèi)沿不同方向射入磁場(chǎng)．若粒子射入速率為v1，這些粒子在磁場(chǎng)邊界的出射點(diǎn)分布在六分之一圓周上；若粒子射入速率為v2，相應(yīng)的出射點(diǎn)分布在三分之一圓周上．不計(jì)重力及帶電粒子之間的相互作用．則v2∶v1為(　　)

A.∶2B.∶1

C.∶1D.3∶

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xoy的第一象限內(nèi)有一邊長(zhǎng)為L的等腰直角三角形區(qū)域OPQ，三角形的O點(diǎn)恰為平面直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)，該區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第一象限中y ≤ L的其它區(qū)域內(nèi)有大小為E、方向沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)；一束電子（電荷量為e、質(zhì)量為m）以大小不同的速度從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸正方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)。則：

（1）能夠進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域的電子的速度范圍；

（2）已知一個(gè)電子恰好從P點(diǎn)離開了磁場(chǎng)，求該電子的速度和由O到P的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；

（3）若電子速度為，且能從x軸穿出電場(chǎng)，求電子穿過x軸的坐標(biāo)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在等腰三角形△ABC區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，三角形的底邊AB＝2L， θ＝45°，O為底邊的中點(diǎn)�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從靜止開始經(jīng)過電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后，從O點(diǎn)垂直AB進(jìn)入磁場(chǎng)，不計(jì)粒子的重力與空氣阻力的影響。

(1)求粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后射入磁場(chǎng)時(shí)的速度。

(2)若已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，則粒子從何處射出磁場(chǎng)?

(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多少時(shí)，粒子在磁場(chǎng)中能以最大的圓周半徑偏轉(zhuǎn)后打到OA板?

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