如图,在水平向右的匀强电场中,有一质量为m、带电量为-q的小球系于长为L的轻质细线一端,细线另一端固定悬挂在O点,细线处于水平伸直状态,场强大小。现将小球从A点
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如图,在水平向右的匀强电场中,有一质量为m、带电量为-q的小球系于长为L的轻质细线一端,细线另一端固定悬挂在O点,细线处于水平伸直状态,场强大小。现将小球从A点
题型:不详
难度:
来源:
如图,在水平向右的匀强电场中,有一质量为
m
、带电量为-
q
的小球系于长为
L
的轻质细线一端,细线另一端固定悬挂在
O
点,细线处于水平伸直状态,场强大小
。现将小球从
A
点静止释放,则下列说法不正确的是( )
A.小球下落至最低点所用的时间为
B.小球在最低点对细线的拉力为5
mg
C.小球运动至
O
点左侧与
A
等高位置
B
时的速度为2
D.小球从释放至
O
点左侧与
A
等高位置
B
时,电势能增加2
EqL
答案
A
解析
A、小球不是自由落体运动,故A错误;
B、小球运动过程中,受重力mg、向左的电场力F=qE=mg和细线的拉力T,小球下落至最低点过程,根据动能定理,有:mgL+FL=
,解得:v=2
;
小球在最低点,受重力、电场力和拉力,拉力与电场力合力提供向心力,即
T-mg=m
解得
T=5mg,故B正确;
C、小球运动至
O
点左侧与
A
等高位置B过程,根据动能定理,有:
F
2L=
解得
故C正确;
D、电场力做功等于电势能的减小量;小球从释放至
O
点左侧与
A
等高位置
B
过程,电场力做功为qE
,故电势能减小qE
,故D正确;
本题选错误的,故选A。
举一反三
如图,绝缘光滑的圆环竖直放置在水平向右的匀强电场中,环上
a、c
是竖直直径的两端,
b、d
是水平直径的两端,质量为
m
的带电小球套在圆环上,从
a
点由静止释放,沿
abc
运动到
d
点时的速度恰好为零。在
a
→
b
→
c
→
d
的过程中,小球
A.在
b
点的向心加速度最大
B.在
b
点的机械能最大
C.在
d
点的电势能最大
D.在
d
点的加速度为零
题型:不详
难度:
|
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(19分)在电场强度为
E
的匀强电场中,一条与电场线平行的直线上有两个静止的小球
A
和
B
(均可看作质点),两小球的质量均为
m
,
A
球带电荷量为+
Q
,
B
球不带电。开始时两球相距
L
,只在电场力的作用下,
A
球开始沿直线运动,并与
B
球发生正对碰撞。碰撞中
A
、
B
两球的总动能无损失,
A
、
B
两球间无电荷转移,重力不计。问:
(1)
A
球经过多长时间与
B
球发生第一次碰撞?
(2)第一次碰撞后,
A
、
B
两球的速度各为多大?
(3)第一次碰撞后,要经过多长时间再次发生碰撞?
题型:不详
难度:
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如右图所示,固定光滑的绝缘斜面倾角为30°,其上方空间有平行于斜面的匀强电场E,将质量为m=0.8kg,电荷量为+10
-4
C的物体(可视为质上噗)放在斜面上,场强E的大小变化如下图所示,将物质由静止释放,则在3s内物体位移最大的是 ( )
题型:不详
难度:
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(10分)如图所示,一条长为
的细线,上端固定,下端拴一质量为 m的带电小球,将它置于一匀强电场中,电场强度大小为E,方向水平向右,当细线离开竖直位置的偏角为
θ
时,小球处于平衡,则小球带何种电荷?小球所
带电量为多少?
题型:不详
难度:
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图中虚线MN是一垂直纸面的平面与纸面的交线,在平面右侧的半空间存在一磁感强度为
B
的匀强磁场,方向垂直纸面向外。O是MN上的一点,从O点可以向磁场区域发射电量为+
q
、质量为
m
、速率为
v
的粒子,粒子射入磁场时的速度可在纸面内各个方向。已知先后射入的两个粒子恰好在磁场中给定的P点相遇,P到O的距离为
L
。不计重力及粒子间的相互作用。
(1)求所考察的粒子在磁场中的轨道半径。
(2)求这两个粒子从O点射入磁场的时间间隔。
题型:不详
难度:
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