精英家教網(wǎng)如圖所示,兩塊豎直放置的平行金屬板相距d=1.2m,接電壓U=2400V的直流電源,一條長l=50cm的絕緣細線的一端系住一個質(zhì)量m=50g的帶電小球,另一端固定在O點,小球在豎直平面內(nèi)作以O為圓心,l為半徑的圓周運動.當細線在水平位置時,小球具有豎直向下的速度v1=20m/s,當小球運動到最低點,細線豎直時,小球的速度v2=16m/s,問:
(1)小球帶何種電荷?電量多少?
(2)當小球在最低點時,細線中的張力多大(g=10m/s2)?
分析:(1)根據(jù)動能的變化確定出電場力做功,從而得知小球的電性,根據(jù)動能定理求出小球電量的大。
(2)根據(jù)徑向的合力提供向心力,通過牛頓第二定律求出細線的張力.
解答:解:(1)因為△Ek<0,重力做正功,∴電場力做負功.小球帶負電荷.
根據(jù)動能定理:
qUAB-mgh=
1
2
mv12-
1
2
mv22
    ①
因為兩極板間的電場為勻強電場,所以
L
d
=
UAB
U
,則UAB=
UL
d
                   ②
聯(lián)立①②解得q=3.85×10-3C
(2)由向心力公式得,T-mg=m
v2
R

解得T=mg+m
v2
R
=26.1N.
答:(1)小球帶負電,電量為3.85×10-3C
(2)當小球在最低點時,細線中的張力為26.1N.
點評:本題綜合考查了電場力做功、動能定理和牛頓第二定律,難度不大,知道小球在最低點向心力的來源.
練習冊系列答案
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增強
增強
(填寫“增強”或“減弱”);磁通量的變化率
Vθ
Vt
=
mgd
nq
mgd
nq

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科目:高中物理 來源:0119 期中題 題型:計算題

如圖所示在兩塊豎直的平行金屬板A、B上端的中點Q的正上方,有一點P,在點P處放一帶正電的小球,已知小球的質(zhì)量為m=5×10-6㎏,帶電荷量為q=5×10-8c,P、Q間的高度h0=1.25m,如果金屬板A、B無限長,板間距離d=0.04m,板間電壓UAB=400V,求:
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