如圖所示,一根長為的細(xì)絕緣線,上端固定,下端系一個質(zhì)量為m的帶電小球,將整個裝置放入一勻強電場,電場強度大小為E,方向水平向右,已知:當(dāng)細(xì)線偏離豎直方向為θ=370時,小球處于平衡狀態(tài),(sin370=0.6)試求:

(1)小球帶何種電荷,帶電量為多少;
(2)如果將細(xì)線剪斷,小球經(jīng)時間t發(fā)生的位移大。
(3)若將小球拉至最低點無初速釋放,當(dāng)小球運動到圖示位置時受到線的拉力的大小。
(1)正 (2)(3)

試題分析:(1)對小球受力分析,受重力、拉力和電場力,電場力向右,故帶正電荷,根據(jù)平衡條件可知:
x方向:,y方向:,
解得,故
故小球帶正電荷,帶電量為
(2)剪短細(xì)線后,小球受電場力和重力,合力沿著繩子向右下方,大小等于第一問中繩子的拉力,為
根據(jù)牛頓第二定律,加速度為,
做初速度為零的勻加速直線運動,位移為
小球做圓周運動,到達(dá)圖示位置時,受到重力、電場力和細(xì)線的拉力,重力和電場力的合力為;
三力的合力指向圓心,提供向心力,有,解得
 
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

傾角,質(zhì)量M=5kg的粗糙斜面位于水平地面上,質(zhì)量m=2kg的木塊置于斜面頂端,從靜止開始勻加速下滑,經(jīng)t=2s到達(dá)底端,運動路程L=4m,在此過程中斜面保持靜止(),求:

(1)地面對斜面的摩擦力大小與方向;
(2)地面對斜面的支持力大小
(3)通過計算證明木塊在此過程中滿足動能定理。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,將一勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在內(nèi)壁光滑的半球形容器底部O′處(O為球心),彈簧另一端與質(zhì)量為m的小球相連,小球靜止于P點。已知容器半徑為R,與水平面地面之間的動摩擦因數(shù)為μ,OP與水平方向的夾角為θ=30°.下列說法正確的是( )
A.輕彈簧對小球的作用力大小為mg
B.容器相對于水平面有向左的運動趨勢
C.容器和彈簧對小球的作用力的合力豎直向上
D.彈簧原長為R+

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,兩根相互垂直的細(xì)線把質(zhì)量為m的小球懸掛在圖示P位置并保持靜止,這時沿OP方向的細(xì)線與豎直方向的夾角為θ,細(xì)線中的拉力大小為FTP;現(xiàn)在剪斷細(xì)線NP,當(dāng)小球擺到位置Q(圖中未畫出)時,OQ與豎直方向夾角也為θ。下列說法正確的是
A.剪斷細(xì)線NP的瞬間,小球處于平衡狀態(tài)
B.剪斷細(xì)線NP前、后的瞬間,細(xì)線OP中的拉力都為FTP=mgcosθ
C.小球在Q點時的加速度為重力加速度g
D.小球運動到最低點時處于超重狀態(tài)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了量子反;魻栃(yīng),楊振寧稱這一發(fā)現(xiàn)是諾貝爾獎級的成果.如圖所示, 厚度為h,寬度為d的金屬導(dǎo)體,當(dāng)磁場方向與電流方向垂直時,在導(dǎo)體上下表面會產(chǎn)生電勢差,這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng).下列說法正確的是
A.上表面的電勢高于下表面電勢
B.僅增大h時,上下表面的電勢差增大
C.僅增大d時,上下表面的電勢差減小
D.僅增大電流I時,上下表面的電勢差減小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(20分)如圖所示,直角坐標(biāo)系xoy位于豎直平面內(nèi),y軸正方向豎直向上,x軸正方向水平向右。空間中存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場,勻強磁場垂直xoy平面向里,磁感應(yīng)強度大小為B。勻強電場(圖中未畫出)方向平行于xoy平面,小球(可視為質(zhì)點)的質(zhì)量為m、帶電量為+q,已知電場強度大小為,g為重力加速度。

(1)若勻強電場方向水平向左,使小球在空間中做直線運動,求小球在空間中做直線運動的速度大小和方向;
(2)若勻強電場在xoy平面內(nèi)的任意方向,確定小球在xoy平面內(nèi)做直線運動的速度大小的范圍;
(3)若勻強電場方向豎直向下,將小球從O點由靜止釋放,求小球運動過程中距x軸的最大距離。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖,靠正電荷導(dǎo)電的矩形薄片長l=4.0×10-2m,高h(yuǎn)=1.0×10-2m;勻強磁場垂直于薄片向外,磁感應(yīng)強度B=2.0T.若P、Q間通入I=3.0A電流后,M、N間產(chǎn)生穩(wěn)定的電勢差,薄片內(nèi)正電荷定向移動的平均速率v=5.0×10-4m/s。

(1)求矩形薄片受的安培力大小
(2)判斷M、N電勢的高低并求出M、N間的電壓。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,兩根平行金屬導(dǎo)軌與水平面間的夾角為θ=37°,導(dǎo)軌間距為l=0.50 m,金屬桿ab、cd的質(zhì)量均為m=1 kg,電阻均為r=0.10 Ω,垂直于導(dǎo)軌水平放置.整個裝置處于勻強磁場中,磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向上,磁感應(yīng)強度B=2.0 T.用平行于導(dǎo)軌方向的拉力拉著ab桿勻速向上運動,兩桿與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.3,不計導(dǎo)軌電阻,重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.則:要使cd桿靜止在斜面上,拉力應(yīng)為多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

重為G=0.1N的金屬棒ab,放在光滑的平行金屬導(dǎo)軌上,如圖所示,軌道間距為L=0.5m,所在平面與水平面的夾角為30º,勻強磁場垂直于軌道平面向上,電源電動勢E=3V,金屬棒電阻R=6Ω,其余電阻不計,若金屬棒恰好靜止,求:

(1)金屬棒所受安培力的方向;
(2)磁感應(yīng)強度的大小。

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