精英家教網(wǎng)如圖所示,在方向水平的勻強電場中,一不可伸長的不導(dǎo)電 細線長為L,一端連著一個質(zhì)量為m,帶電量為q小球,另一端固定于O點,把小球拉起直至細線與場強平行,然后無初速由A點釋放,已知細線轉(zhuǎn)過60°角,小球到達B點時速度恰為零.求:
(1)A、B兩點的電勢差;
(2)電場強度E;
(3)小球到達B點時,細線的拉力.
分析:以小球為研究對象,受到重力、彈力和電場力,從A到B由動能定理求出兩點的電勢差;再利用勻強電場E=
U
d
求出場強;再以B點為研究對象,利用牛頓運動定律求細線的拉力.
解答:解:(1)以小球為研究對象,受到重力、彈力和電場力,從A到B由動能定理得:
mgLsin60°+qUab=0
解得:Uab=-
3
mgL
2q

(2)由勻強電場:E=
U
d
=
mgL
3
2q
Lsin300
=
mg
3
q

(3)由于到達B點時,速度為零,在B點受力分析,受到重力,向右的電場力和沿繩的拉力.
沿繩方向,據(jù)牛頓第二定律得:T=mgsin60°+Eqcos60°=mh
3
2
+mg
3
×
1
2
=
3
mg

答:(1)A、B兩點的電勢差-
3
mgL
2q
;(2)電場強度E為
mg
3
q
;(3)小球到達B點時,細線的拉力
3
mg
點評:本題的關(guān)鍵能靈活應(yīng)用動能定理、勻強電場場強公式和圓周運動的牛頓第二定律列方程求解.
練習(xí)冊系列答案
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如圖所示,在方向水平向右、大小為E=6×103 N/C的勻強電場中有一個光滑的絕緣平面.一根絕緣細繩兩端分別系有帶電滑塊甲和乙,甲的質(zhì)量為m1=2×10-4 kg,帶電量為q1=2×10-9 C,乙的質(zhì)量為m2=1×10-4 kg,帶電量為q2=-1×10-9 C.開始時細繩處于拉直狀態(tài).由靜止釋放兩滑塊,t=3s時細繩突然斷裂,不計滑塊間的庫侖力,試求:
(1)細繩斷裂前,兩滑塊的加速度;
(2)在整個運動過程中,乙的電勢能增量的最大值;
(3)當乙的電勢能增量為零時,甲與乙組成的系統(tǒng)機械能的增量.

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(2012?昆明模擬)如圖所示,在方向水平的勻強電場中,一個不可伸長的不導(dǎo)電輕細線的一端連著一個質(zhì)量為m的帶電小球,另一端固定于O點,把小球拉直至細線與電場方向平行,然后無初速釋放,已知小球擺到最低點的另一側(cè),線與豎直方向的最大夾角為θ.求小球經(jīng)過最低點時細線對小球的拉力.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在方向水平向右的勻強電場中,一不可伸長的不導(dǎo)電細線的一端連著一個質(zhì)量為m的帶電小球,另一端固定于O點,當小球靜止在B點時,細線與豎直方向夾角θ=30°問:
(1)小球帶電量多少?
(2)若將小球拉到A點使細線呈水平狀態(tài),當小球無初速釋放后,從A到B過程,電場力對小球做功多少?
(3)小球過最低點C時,細線對小球拉力多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在方向水平向右的勻強電場中,一長為L的不可伸長的不導(dǎo)電細線的一端連著一個質(zhì)量為m的帶電量為q小球,另一端固定于O點,小球恰能靜止于電場中A點,OA連線與豎直向成θ角且θ=37°.現(xiàn)把小球拉起至細線成水平方向(如圖中虛線OB所示),然后無初速釋放.(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)勻強電場電場強度的大;
(2)細線到達豎直方向時細線對小球的拉力;
(3)小球經(jīng)過A點時的速度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在方向水平向左的勻速電場中有一傾角為60°、高為H的固定絕緣斜面體,現(xiàn)將一質(zhì)量為m,帶正電且電荷量為q的小物塊(可視為質(zhì)點)從斜面體頂端由靜止釋放,已知重力加速度為g,勻強電場的電場強度大小為E=
3
mg
q
,不計空氣阻力( 。
A、小物塊將沿斜面下滑
B、小物塊將做曲線運動
C、小物塊到達地面時的速度大小為2
2gH
D、若其他條件不變,只增大電場強度,小物塊到達地面前的運動時間將增大

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