【題目】“∟”形輕桿兩邊互相垂直、長(zhǎng)度均為l，可繞過(guò)O點(diǎn)的水平軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，兩端各固定一個(gè)金屬小球A、B，其中A球質(zhì)量為m，帶負(fù)電，電量為q，B球的質(zhì)量為m，B球開(kāi)始不帶電，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度�，F(xiàn)將“∟”形桿從OB位于水平位置由靜止釋放：

(1)當(dāng)“∟”形桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度達(dá)到最大時(shí)，OB桿轉(zhuǎn)過(guò)的角度為多少？

(2)若使小球B也帶上負(fù)電，仍將“∟”形桿從OB位于水平位置由靜止釋放，OB桿順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)的最大角度為90°，則小球B帶的電量為多少？轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程系統(tǒng)電勢(shì)能的最大增加值為多少？

【答案】(1)53°；(2)，。

【解析】

(1)轉(zhuǎn)速最大時(shí)，系統(tǒng)力矩平衡：

解得：

(2)設(shè)B帶的電量為q'，轉(zhuǎn)過(guò)最大角度時(shí)，動(dòng)能為零，由動(dòng)能定理得：

解得：

當(dāng)轉(zhuǎn)角為α時(shí)電，勢(shì)能的增加值等于兩球克服電場(chǎng)力的功：

整理得：

式中當(dāng)：，電勢(shì)能的最大增加值為。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在足夠長(zhǎng)的光滑水平桌面上靜置一個(gè)四分之一光滑圓弧形槽，質(zhì)量，半徑，末端與桌面相切。將質(zhì)量的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）由槽的頂端無(wú)初速度釋放，經(jīng)桌面上點(diǎn)水平飛出，小球恰好無(wú)碰撞地沿圓弧切線(xiàn)從點(diǎn)進(jìn)入固定的豎直光滑圓弧軌道，為圓弧的兩端點(diǎn)，其連線(xiàn)水平，為圓弧最低點(diǎn)。已知圓弧對(duì)應(yīng)圓心角，半徑。取，，。求：

（1）小球沿弧形槽下滑到槽底端時(shí)，槽的速度大��；

（2）桌面離水平地面的高度；

（3）小球運(yùn)動(dòng)至點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，平行放置的兩金屬導(dǎo)軌相距L=0.50m，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.60T，方向垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，軌道間接一電阻R=0.20Ω。一根長(zhǎng)為L、電阻r=0.10Ω的導(dǎo)體棒ac垂直軌道放置。當(dāng)ac棒在水平外力的作用下以v=4.0m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，忽略棒與軌道的摩擦，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，求：

（1）ac棒產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小

（2）棒兩端的電壓大小

（3）維持ac棒做勻速運(yùn)動(dòng)的水平外力的大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖為某種質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)的截面示意圖，該種質(zhì)譜儀由加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器組成。其中靜電分析器由兩個(gè)相互絕緣且同心的四分之一圓柱面的金屬電極和構(gòu)成，點(diǎn)是圓柱面電極的圓心。靜電分析器中的電場(chǎng)的等勢(shì)面在該截面圖中是一系列以為圓心的同心圓弧，圖中虛線(xiàn)A是半徑為r的等勢(shì)線(xiàn)。和分別為靜電分析器兩端為帶電粒子進(jìn)出所留的狹縫。磁分析器中有以為圓心、半徑為2d的四分之一圓弧的區(qū)域，該區(qū)域有垂直于截面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)左邊界與靜電分析器的右邊界平行，為磁分析器上為帶電粒子進(jìn)入所留的狹縫。離子源不斷地發(fā)出正離子束，正離子束中包含電荷量均為、質(zhì)量分別為的兩種同位素離子。離子束從離子源發(fā)出的初速度可忽略不計(jì)，經(jīng)電壓為U的加速電場(chǎng)加速后，全部從狹縫沿垂直于的方向進(jìn)入靜電分析器。進(jìn)入靜電分析器后，同位素離子沿等勢(shì)線(xiàn)A運(yùn)動(dòng)并從狹縫射出靜電分析器，而后由狹縫沿垂直于的方向進(jìn)入磁場(chǎng)中。質(zhì)量為的同位素離子偏轉(zhuǎn)后從磁場(chǎng)下邊界中點(diǎn)沿垂直于的方向射出，而質(zhì)量為的同位素離子偏轉(zhuǎn)后從磁場(chǎng)下邊界的點(diǎn)射出，其中。忽略離子的重力、離子之間的相互作用、離子對(duì)場(chǎng)的影響和場(chǎng)的邊緣效應(yīng)。求：

（1）靜電分析器中等勢(shì)線(xiàn)A上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大��；

（2）兩種同位素離子的質(zhì)量之比；

（3）兩種同位素離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一矩形金屬線(xiàn)圈共10匝，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電流的電動(dòng)勢(shì)為e＝220sin（100πt）V，對(duì)于這個(gè)交變電流的說(shuō)法正確的是（ ）

A.此交變電流的頻率為50Hz

B.此交變電流電動(dòng)勢(shì)的有效值為220V

C.t＝0時(shí)，線(xiàn)圈平面與中性面重合，此時(shí)磁通量最大

D.耐壓為230 V的電容器能夠在該交變電路中使用

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，MN是磁感強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)邊界，一帶電量為q＝2.0×10-9C，質(zhì)量為m=1.8×10-16kg的粒子，在MN上O點(diǎn)沿與MN成30°角方向進(jìn)入磁場(chǎng)，經(jīng)歷t＝1.5×10-6s后到達(dá)MN上另一點(diǎn)P．重力不計(jì)，取π=3，求：

（1）此粒子是帶正電還是負(fù)電；

（2）粒子從進(jìn)入磁場(chǎng)到穿出磁場(chǎng)時(shí)速度的偏向角Δφ；

（3）磁感強(qiáng)度B．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，平行板之間存在著相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1＝0.20 T，方向垂直紙面向里，電場(chǎng)強(qiáng)度E1＝1.0×105 V/m，PQ為板間中線(xiàn)．緊靠平行板右側(cè)邊緣的xOy坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有一邊界線(xiàn)OA，與y軸正方向間的夾角為45°，邊界線(xiàn)的上方有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2＝0.25 T，邊界線(xiàn)的下方有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2．一束電荷量q＝8.0×10－19 C、質(zhì)量m＝8.0×10－26 kg的帶正電粒子從P點(diǎn)射入平行板間，沿中線(xiàn)PQ做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，穿出平行板后從y軸上坐標(biāo)為（0，0.4m）的Q點(diǎn)垂直y軸射入磁場(chǎng)區(qū)，最后打到x軸上的C點(diǎn)．已知C的橫坐標(biāo)為xC＝0.6 m，求：

（1）粒子在平行板間運(yùn)動(dòng)的速度v大��；

（2）粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)速度的方向和電場(chǎng)強(qiáng)度E2的大��；

（3）現(xiàn)只改變AOy區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，使粒子都不能打到x軸上，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B2′應(yīng)滿(mǎn)足什么條件？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組描繪了三種電學(xué)元件的伏安特性曲線(xiàn)，如圖所示，下列判斷中正確的是（ ）

A.圖甲反映該電學(xué)元件的導(dǎo)電性能隨電壓的增大而增強(qiáng)

B.圖乙反映溫度會(huì)影響該電學(xué)元件的導(dǎo)電性能

C.圖丙反映該電學(xué)元件加正向電壓和反向電壓時(shí)導(dǎo)電性能一樣

D.圖丙反映該電學(xué)元件如果加了較高的反向電壓（大于40V）時(shí)，反向電流才急劇變大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量相同的三個(gè)小球從足夠長(zhǎng)的斜面上同一點(diǎn)O分別以初速度v1、v2、v3水平拋出，落在斜面上的位置分別為A、B、C，已知OA=AB=BC，空氣阻力不計(jì)，則（　�。�

A. v1：v2：v3=1：2：3

B. 落到斜面時(shí)的速度方向不同

C. 落到斜面時(shí)的動(dòng)能之比為1：2：3

D. 落到斜面時(shí)的動(dòng)能增量之比為1：4：9

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同步練習(xí)冊(cè)答案