如圖甲所示，質(zhì)量均為m的、可視為質(zhì)點(diǎn)的兩個(gè)帶電小球A，B被固定在彎成90°角的絕緣輕桿兩端，OA和OB的長度均為L，可繞過O點(diǎn)的、與紙面垂直的水平軸無摩擦的轉(zhuǎn)動(dòng)，空氣的作用力不計(jì)。已知A球帶電量qA=+q，B球帶電量qB=+3q，絕緣輕桿、A和B組成的系統(tǒng)在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中處于平衡狀態(tài)，桿OA與豎直方向的夾角θ=53°，靜電力常量用K表示，sin53°=0.8，cos53°=0.6。試求：
(1)豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E；
(2)將帶正電的、也可視為質(zhì)點(diǎn)的小球C從無限遠(yuǎn)處緩慢地移入，使絕緣輕桿緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)，在小球C到軸O的正下方L處時(shí)。恰好使桿OA（與豎直方向的夾角θ=45°）處于平衡狀態(tài)，如圖乙所示，小球C帶電量qC；
(3)在(2)的條件下，若已知小球C從無限遠(yuǎn)處緩慢地移到軸O的正下方L處的過程中，小球C克服勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)力做功為W1，小球A，B，C之間的庫侖力做功為W2，則在這個(gè)過程中勻強(qiáng)電場(chǎng)和小球A，B，C組成的整個(gè)系統(tǒng)的電勢(shì)能變化量△W為多少？
解：(1)系統(tǒng)在電場(chǎng)中力矩平衡，則(mg+Eq)Lsin53°=(mg+3Eq)Lsin37°
解得：E=mg/5q
(2)當(dāng)A，B系統(tǒng)再次平衡的，由力矩平衡條件得

得：
(3)
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：閱讀理解

（1）下列有關(guān)高中物理實(shí)驗(yàn)的描述中，正確的是：
AE
AE
．
A、在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，計(jì)算重力勢(shì)能的減少，一定要用當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?br />B、在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，必須要用秒表測(cè)出平拋物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
C、在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，彈簧必須水平使用，以克服彈簧所受重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響
D、在“用油膜法測(cè)分子直徑的大小”的實(shí)驗(yàn)中，需要用天平測(cè)油滴的質(zhì)量
E、在“用單擺測(cè)定重力加速度”實(shí)驗(yàn)中，如果擺長測(cè)量無誤．測(cè)得的g值偏小，其原因可能是將全振動(dòng)的次數(shù)N誤計(jì)為N-1
F、在“用電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)描繪電場(chǎng)等勢(shì)線”的實(shí)驗(yàn)中，要在塑料板上自上而下依次鋪放白紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙
（2）在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，請(qǐng)回答下列問題：

①實(shí)驗(yàn)記錄如圖甲所示，則A球碰前做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移是圖中的
OP
OP
，B球被碰后做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移是圖中的
ON
ON
．（兩空均選填“OM”、“OP”或“ON”）
②小球A下滑過程中與斜槽軌道間存在摩擦力，這對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
不會(huì)
不會(huì)
產(chǎn)生誤差（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）．
③實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，A球?yàn)槿肷湫∏�，B球?yàn)楸慌鲂∏�，以下所列舉的在實(shí)驗(yàn)過程中必須滿足的條件．正確的是
D
D
．
A．入射小球的質(zhì)量ma，可以小于被碰小球的質(zhì)量mb
B．實(shí)驗(yàn)時(shí)需要測(cè)量斜槽末端到水平地面的高度
C．入射小球每次不必從斜槽上的同一位置由靜止釋放
D．斜槽末端的切線必須水平，小球放在斜槽末端處，應(yīng)能靜止
④在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中．某同學(xué)用如圖乙所示的裝置進(jìn)行了如下的操作：
Ⅰ．先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平，在一塊平木板表面先后釘上白紙和復(fù)寫紙，并將該術(shù)板豎直立于靠近槽口處，使小球a從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡O；
Ⅱ．將木板向右平移適當(dāng)?shù)木嚯x，再使小球a從原固定點(diǎn)由靜止釋放，撞在木板上并在白紙上留下痕跡上B；
Ⅲ．把半徑相同的小球b靜止放在斜槽軌道水平段的最右端，讓小球a仍從原固定點(diǎn)由靜止釋放，和小球b相碰后，兩球撞在木板上并在白紙上留下痕跡A和C；
Ⅳ．用天平測(cè)量a、b兩小球的質(zhì)量分別為ma、mb，用刻度尺測(cè)量白紙O點(diǎn)到A、B、C三點(diǎn)的距離分別為y1、y2和y3．
用本實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的量來驗(yàn)證兩球碰撞過程動(dòng)量守恒，其表達(dá)式為
ma
y2
=
ma
y3
+
mb
y1
ma
y2
=
ma
y3
+
mb
y1
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖3所示，質(zhì)量均為m的甲、乙兩同學(xué)，分別靜止于水平地面的臺(tái)秤P、Q上，他們用手分別豎直牽拉一只彈簧秤的兩端，穩(wěn)定后彈簧秤的示數(shù)為F，若彈簧秤的質(zhì)量不計(jì)，下列說法正確的是(　　)

圖3

A．甲受到的拉力大于F，乙受到的拉力小于F

B．臺(tái)秤P的讀數(shù)等于mg＋F

C．臺(tái)秤Q的讀數(shù)為mg－F

D．兩臺(tái)秤的讀數(shù)之和為2mg

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖2所示，質(zhì)量均為m的甲、乙兩同學(xué)，分別靜止于水平地面 的臺(tái)秤P、Q上，他們用手分別豎直牽拉一只彈簧秤的兩端，穩(wěn)定后彈簧秤的示數(shù)為F，若彈簧秤的質(zhì)量不計(jì)，下列說法正確的是 (　　)

A．甲同學(xué)處于超重狀態(tài)，乙同學(xué)處于失重狀態(tài)

B．臺(tái)秤P的讀數(shù)等于mg－F

C．臺(tái)秤Q的讀數(shù)為mg－2F

D．兩臺(tái)秤的讀數(shù)之和為2mg

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖2所示，質(zhì)量均為m的甲、乙兩同學(xué)，分別靜止于水平地面的臺(tái)秤P、Q上，他們用手分別豎直牽拉一只彈簧秤的兩端，穩(wěn)定后彈簧秤的示數(shù)為F，若彈簧秤的質(zhì)量不計(jì)，下列說法正確的是

A、甲同學(xué)處于超重狀態(tài)，乙同學(xué)處于失重狀態(tài)

B、臺(tái)秤P的讀數(shù)等于mg－F

C、兩臺(tái)秤的讀數(shù)之和為2mg

D、臺(tái)秤Q的讀數(shù)為mg－2F

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