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14.如圖所示,在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一根長(zhǎng)為l的絕緣絲線吊著一質(zhì)量為m,帶電荷量為q(q>0)的小球.靜止時(shí)絕緣絲線與豎直方向成37°角,現(xiàn)突然將該電場(chǎng)方向變?yōu)橄蛳虑掖笮〔蛔�,不考慮因電場(chǎng)的改變而帶來的其他影響(已知:重力加速度為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8),
求:(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大��;
(2)小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)絕緣絲線的拉力的大小.

分析 (1)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,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(chǎng)力的方向,求解電場(chǎng)強(qiáng)度大��;
(2)當(dāng)電場(chǎng)方向變?yōu)橄蛳潞螅∏蚴艿降碾妶?chǎng)力豎直向下,向下做圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理求解小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度;小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí),由重力、電場(chǎng)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(duì)小球的拉力.

解答 解:(1)小球靜止在電場(chǎng)中受力如圖所示,顯然小球帶正電,由平衡條件得:
mgtan37°=qE…①
故有:E=3mg4q…②
(2)電場(chǎng)方向變成向下后,小球開始擺動(dòng)做圓周運(yùn)動(dòng),重力、電場(chǎng)力對(duì)小球做正功.由動(dòng)能定理得:
  12mv2=(mg+qE)l(1-cos37°)…③
由圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí),在最低點(diǎn)時(shí),有:
 FT-(mg+qE)=mv2l…④
由③④解得:FT=4920mg

答:(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為3mg4q;
(2)小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)絲線的拉力為4920mg.

點(diǎn)評(píng) 運(yùn)用動(dòng)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(chǎng)中的問題.

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:選擇題

4.一輛汽車在平直公路上做勻變速直線運(yùn)動(dòng),甲,乙,丙,丁是汽車的運(yùn)動(dòng)圖象,橫軸是時(shí)間t,縱軸沒有標(biāo)明是什么物理量,如圖所示,下列判斷正確的是( �。�
A.甲是a-t圖象B.乙是s-t圖象C.丙是v-t圖象D.丁是v-t圖象

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí),讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng),通過描點(diǎn)法畫小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.
①為了能較準(zhǔn)確地描繪平拋運(yùn)動(dòng)軌跡,下面列出了一些操作要求,將你 認(rèn)為正確的選項(xiàng)前的字母填在橫線上ACE;
A.通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端切線水平
B.斜槽軌道必須光滑
C.每次必須從斜槽軌道上同一位置靜止釋放小球
D.記錄小球位置用的鉛筆每次必須嚴(yán)格地等距離下降
E.小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸
F.將球的位置記錄在紙上后,取下紙用直尺將所有點(diǎn)連接起來
②某學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中,忘記記下小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)位置O,A為物體運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后的位置,如圖所示,則該小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為2m/s(g=10m/s2).

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.如圖所示,一簇等勢(shì)面若將一個(gè)負(fù)電荷由C移到B,電場(chǎng)力做負(fù)功,則下列關(guān)系中正確的是( �。�
A.φ3>φ2,EA>EBB.φ1>φ2,EA>EBC.φ3>φ2,EC>EBD.φ2>φ1,EA<EC

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

9.一輛汽車從靜止開始勻加速開出,然后保持勻速運(yùn)動(dòng),最后勻減速運(yùn)動(dòng)直到停止.從汽車開始運(yùn)動(dòng)起計(jì)時(shí),下表給出了某些時(shí)刻汽車的瞬時(shí)速度.
時(shí)刻(s)1.02.03.05.07.09.510.5
速度(m/s)3.06.09.012129.03.0
(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)通過分析計(jì)算汽車做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度和減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小是否相等?
(2)汽車從開出到停止總共經(jīng)歷的時(shí)間是多少?
(3)汽車通過的總路程是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.如圖所示,M、N是豎直放置在兩平行金屬板,分別帶等量異種電荷,兩板間產(chǎn)生一個(gè)水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)為E,一質(zhì)量為m、電荷量為+q的微粒,以初速度v0豎直向上從兩板正中間的A點(diǎn)射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中,微粒垂直打到N板上的C點(diǎn),已知AB=BC.不計(jì)空氣阻力,則可知(  )
A.微粒在電場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)
B.微粒打到C點(diǎn)時(shí)的速率與射入電場(chǎng)時(shí)的速率相等
C.微粒從A點(diǎn)到C點(diǎn)克服重力做功等于電場(chǎng)力做的功
D.M、N板間的電勢(shì)差為Ev022g

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.一質(zhì)點(diǎn)沿x軸做直線運(yùn)動(dòng),其v-t圖象(以4s為周期)如圖所示.質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)位于x=5m處,開始沿x軸正向運(yùn)動(dòng).當(dāng)t=8s時(shí),質(zhì)點(diǎn)在x軸上的位置為(  )
A.x=3 mB.x=8 mC.x=9 mD.x=14 m

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.如圖坐標(biāo)xOy中,y軸左方有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),y軸右方?jīng)]有磁場(chǎng),在坐標(biāo)為(-d,0)的A點(diǎn)放一粒子源,向各個(gè)方向放出質(zhì)量為m,電量為+q,速度為v的粒子流.
(1)要使所有粒子都不能打到y(tǒng)軸右方,磁感應(yīng)強(qiáng)度B0至少為多大?
(2)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為(1)中B013,其余條件不變,則粒子能從y軸上什么范圍內(nèi)進(jìn)入y軸右方?

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.某同學(xué)使用了如下器材:電源E(電動(dòng)勢(shì)12V);電壓表V(量程為15V,內(nèi)阻約15KΩ);電流表A(量程100mA,內(nèi)阻約10Ω);滑動(dòng)變阻器(最大電阻為50Ω);單刀單擲開關(guān);導(dǎo)線若干.測(cè)出了一個(gè)小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示,已知小燈泡的額定電壓為12V.
(1)請(qǐng)?jiān)趫D乙的虛線方框中畫出此實(shí)驗(yàn)電路.
(2)由小燈泡的伏安特性曲線可知小燈泡的額定功率為P=1.2W.

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