在方向水平的匀强电场中,一不可伸长的绝缘细线的一端连着一个质量为m的带电小球,另一端固定于O点.把小球拉起直至细线与场强平行,然后无初速度释放.已知小球摆到最低
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在方向水平的匀强电场中,一不可伸长的绝缘细线的一端连着一个质量为m的带电小球,另一端固定于O点.把小球拉起直至细线与场强平行,然后无初速度释放.已知小球摆到最低
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在方向水平的匀强电场中,一不可伸长的绝缘细线的一端连着一个质量为m的带电小球,另一端固定于O点.把小球拉起直至细线与场强平行,然后无初速度释放.已知小球摆到最低点的另一侧,线与竖直方向的最大夹角为θ.则小球电性为______(填正电或负电),经过最低点时细线对小球的拉力为______.
答案
依题,小球无初速度释放后做圆周运动,则小球带正电,否则小球做直线运动.
设细线长度为L.根据动能定理得
小球从释放到最低点的过程:mgL-qEL=
1
2
m
v
2
①
小球无初速度释放摆到最低点的另一侧的过程:mgLcosθ-qEL(1+sinθ)=0 ②
小球最低点时
根据牛顿第二定律得
F-mg=m
v
2
L
③
联立以上三式得
F=
mg(3-2cosθ)
1+sinθ
故答案为:
mg(3-2cosθ)
1+sinθ
举一反三
如图所示,是显象管电子束运动的示意图.设电子的加速电压为U,匀强磁场区的宽度为L.要使电子从磁场中射出时在图中所示的120°的范围内发生偏转(即上下各偏转60°),则匀强磁场的磁感应强度B的变化范围应满足______.
题型:不详
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如图所示,水平转盘的中心有一竖直的小圆筒,质量为m的物体A放在转盘上,A到竖直筒中心的距离为r,物体A通过轻绳跨过无摩擦的滑轮与物体B相连,B与A的质量相同,物体A与转盘间的最大静摩擦力是正压力的μ(μ<1)倍,重力加速度为g,则转盘转动的角速度ω在什么范围内,物体A才能随转盘转动?
题型:不详
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如图所示,水平向右的匀强电场场强为E,有一绝缘轻细杆长为l,一端可绕O点在竖直面内无摩擦转动,另一端粘有一带正电荷的小球,电量为q,质量为m,将小球拉成与O点等高的A点后自由释放,求:
(1)小球从A释放到达最低点B电势能变化了多少?
(2)小球到达最低点B时绝缘杆给小球的力.
题型:不详
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长为L的水平极板间,有垂直纸面向内的匀强磁场,如图所示,磁感应强度为B,板间距离也为L,两极板不带电,现有质量为m、电量为q的带负电粒子(不计重力)从左边极板间中点处垂直磁感线以水平速度v射入磁场,欲使粒子打到极板上,求初速度的范围.
题型:不详
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带电粒子进入云室会使云室中的气体电离,从而显示其运动轨迹.如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹,a和b是轨迹上的两点,匀强磁场B垂直于纸面向里.该粒子在运动时,其质量和电荷量不变,而动能逐渐减少,下列说法正确的是( )
A.粒子先经过b点,再经过a点
B.无法确定粒子的运动方向
C.粒子带正电
D.粒子带负电
题型:不详
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