如图所示,一质量为m的带电小球,用长为L的绝缘细线悬挂在水平向右,场强为E的匀强电场中,静止时悬线与竖直方向成θ=37°角.sin37°=0.6,cos37°=
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如图所示,一质量为m的带电小球,用长为L的绝缘细线悬挂在水平向右,场强为E的匀强电场中,静止时悬线与竖直方向成θ=37°角.sin37°=0.6,cos37°=
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如图所示,一质量为m的带电小球,用长为L的绝缘细线悬挂在水平向右,场强为E的匀强电场中,静止时悬线与竖直方向成θ=37°角.sin37°=0.6,cos37°=0.8
(1)求小球带何种电性及所带电荷量大小;
(2)如果不改变电场强度的大小而突然将电场的方向变为竖直向下,带电小球将怎样运动?带电小球的最大速度值是多少?
答案
(1)如图受力分析,根据小球静止时受平衡力,可以判断出小球的受力的方向向左,与电场线的方向相反,因此小球带负电;
小球受到的电场力和绳子的拉力的合力和重力平衡,即:qE=mgtanθ,
q=
mg
E
tanθ=
3mg
4E
;
(2)小球在竖直平面内沿圆弧摆下,做圆周运动.(或沿圆弧摆下然后沿圆弧来回运动);带电小球到最低点速度最大是v
m
,則有:mgl(1-cosθ)-qEl(1-cosθ)=
1
2
m
v
m
2
,
v
m
=
1
10
gl
;
答:(1)小球带负电及所带电荷量大小是
3mg
4E
;
(2)如果不改变电场强度的大小而突然将电场的方向变为竖直向下,小球在竖直平面内沿圆弧摆下,做圆周运动.(或沿圆弧摆下然后沿圆弧来回运动),带电小球的最大速度值是
1
10
gl
.
举一反三
如图所示,A、B两个物块的重量分别为G
A
=3N,G
B
=4N,弹簧的重量不计,系统沿竖直方向且处于静止状态,这时弹簧的弹力F=2N.则天花板受到的拉力和地板受到的压力,有可能是( )
A.1N和2N
B.5N和2N
C.1N和6N
D.5N和6N
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如图所示,水平桌面右端固定一光滑定滑轮,O点到定滑轮的距离s=0.5m,当用竖直向下的力将质量m=0.2kg的木块A按住不动时,质量M=0.3kg的重物B刚好与地面接触(对地面无压力),木块与桌面间的动摩擦因数为0.5.然后将木块A拉到P点,OP间的距离为h=0.5m,待B稳定后由静止释放,g取10m/s
2
.求:
(1)木块A按住不动时所受摩擦力;
(2)木块A由静止释放后运动到O点时的速度大小;
(3)通过计算说明木块A是否会撞到定滑轮?若不会撞上请求出最终木块A停在距定滑轮多远的地方;若会撞上,请定性说出两种避免撞上的解决方案.
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如图所示,在空间存在着水平向右、场强为E的匀强电场,同时存在着竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场.在这个电、磁场共存的区域内有一足够长的绝缘杆沿水平方向放置,杆上套有一个质量为m、带电荷量为+q的金属环.已知金属环与绝缘杆间的动摩擦因数为μ,且μmg<qE.现将金属环由静止释放,设在运动过程中金属环所带电荷量不变.
(1)试定性说明金属环沿杆的运动情况;
(2)求金属环运动的最大加速度的大小;
(3)求金属环运动的最大速度的大小.
题型:不详
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如图甲所示,在光滑水平面上用恒力F拉质量m的单匝均匀正方形铜线框,边长为a,总电阻为R,在1位置以速度v
0
进入磁感应强度为B的匀强磁场,并开始计时t=0,若磁场的宽度为b(b>3a),在3t
0
时刻线框到达2位置速度又为v
0
,并开始离开匀强磁场.此过程中v-t图象如图乙所示,则( )
A.t=0时,线框右侧边MN的两端电压为Bav
0
B.在t
0
时刻线框的速度为v
0
-2Ft
0
/m
C.线框完全离开磁场的瞬间位置3速度一定比t
0
时刻线框的速度大
D.线框从1位置进入磁场到完全离开磁场位置3过程中,线框中产生的电热为F(a+b)
题型:不详
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如图所示,半径为a、电阻为R的圆形闭合金属环位于有理想边界的匀强磁场右边沿,环平面与磁场垂直.现用水平向右的外力F将金属环从磁场中匀速拉出,作用于金属环上的拉力F与位移x的关系图象应是下图中的( )
A.
B.
C.
D.
题型:不详
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