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

(1)求小球所帶的電荷量及電性；
(2)如果將細線輕輕剪斷，求細線剪斷后，小球運動的加速度大�。�
(3)從剪斷細線開始經(jīng)過時間t＝0.20s，求這段時間內(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和細線的拉力T的作用，由共點力平衡條件，得
F＝qE＝mgtanθ
解得q＝mgtanθ/E＝1.0×10－6C
電場力的方向與電場強度的方向相同，故小球所帶電荷為正電荷
(2)剪斷細線后，小球做勻加速直線運動，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的時間內(nèi)，小球的位移為
l＝＝0.25m
小球運動過程中，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。
點評：本題的綜合性較強，關(guān)鍵是根據(jù)受力分析，結(jié)合牛頓第二定律解題
練習冊系列答案
相關(guān)習題

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磁場。在磁場中A、B兩個物塊疊放在一起，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動．在A、B一起向左運動的過程中，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間t變化的關(guān)系

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，光滑平行的水平金屬導軌MNPQ相距L，在M點和P點間接一個阻值為R
的電阻，在兩導軌間矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導軌平面豎直向下、寬為d的勻強磁場，磁感應強度為B.一質(zhì)量為m，電阻為r的導體棒ab，垂直擱在導軌上，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，使它由靜止開始運動，棒ab在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運動（棒ab與導軌始終保持良好的接觸，導軌電阻不計）.求：

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

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

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、右邊無界的勻強磁場，磁感應強度，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．
(1)在每個粒子通過電場區(qū)域的時間內(nèi)，可以把板間的電場強度看作是恒定的．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和從磁場射出的出射點間的距離為d，試判斷d的大小是否隨時間而變化？若不變，證明你的結(jié)論；若變，求出d的變化范圍．
　

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如下圖所示，豎直平面（紙面）內(nèi)有直角坐標系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，磁感應強度大小為B1的勻強磁場。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磁場（磁感應強度大小為B2、方向垂直于紙面向外）和勻強電場（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點緊貼平板沿x軸正向運動，變?yōu)閯蛩龠\動后從y軸上的D點進入電磁場區(qū)域做勻速圓周運動，經(jīng)圓周離開電磁場區(qū)域，沿y軸負方向運動，然后從x軸上的K點進入第四象限。小球P、Q相遇在第四象限的某一點，且豎直方向速度相同。設(shè)運動過程中小球P電量不變，小球P和Q始終在紙面內(nèi)運動且均看作質(zhì)點，重力加速度為g。求：

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

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

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

（1）電子從O點進入到離開x=3L處的電場所需的時間；
（2）電子離開x=3L處的電場時的y坐標；
（3）電子度開x=3L處的電場時的速度大小和方向。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

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動，然后又垂直射入場強大小為E2，方向豎直向上的勻強電場，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，求：
（1）勻強磁場對該帶電粒子作用力的大小f；
（2）該帶電粒子在a、b間運動的加速度大小a；
（3）該帶電粒子到達邊界b時的速度大小v．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，ABCD為豎直放在場強為E＝104V/m水平勻強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，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點由靜止開始釋放，小球在軌道的內(nèi)側(cè)運動。（g取10m/s2）求：


（1）小球到達D點時對軌道壓力是多大？
（2）若讓小球安全通過軌道，開始釋放點離B點至少多遠？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

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

（1）金屬棒ab剛進入磁場時棒中電流I；
（2）金屬棒cd在磁場中運動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．

查看答案和解析>>

同步練習冊答案