如图,在一个分布范围足够大的水平向右的匀强电场中,用长为L的绝缘轻质细丝线把一个带电小球悬挂在O点,小球的质量为m,带电量为q,当小球在A点处于静止状态时,细丝

如图,在一个分布范围足够大的水平向右的匀强电场中,用长为L的绝缘轻质细丝线把一个带电小球悬挂在O点,小球的质量为m,带电量为q,当小球在A点处于静止状态时,细丝

题型:不详难度:来源:
如图,在一个分布范围足够大的水平向右的匀强电场中,用长为L的绝缘轻质细丝线把一个带电小球悬挂在O点,小球的质量为m,带电量为q,当小球在A点处于静止状态时,细丝线与竖直方向夹角为θ=30°.现把小球用绝缘工具移动到B位置,使细丝线伸直且水平,无初速释放小球,试求:
(1)匀强电场的场强大小;
(2)小球经过O点正下方的C点时,细丝线对小球的拉力大小;
(3)小球向左能够到达的最远位置为D,小球在D位置时,细丝线与竖直方向的夹角α.
答案
(1)带电小球在A处静止,小球受力如图,由平衡条件得:
qE=mgtanθ  
整理得:E=


3
mg
3q

(2)小球从B到C的过程,由动能定理得:
mgL-qEL=
1
2
m
v2C

在C点,由牛顿第二定律得:
TC-mg=
m
v2C
L

联立得:TC=(3-
2
3


3
)mg
(3)小球从B到D的过程,由动能定理得:
mgLcosα-qEL(1+sinα)=0
得:α=30°(另一解舍去)  
答:(1)匀强电场的场强大小为


3
mg
3q

(2)小球经过O点正下方的C点时,细丝线对小球的拉力大小为(3-
2
3


3
)mg;
(3)小球向左能够到达的最远位置为D,小球在D位置时,细丝线与竖直方向的夹角α为30°.
举一反三
关于电场力的功及电势能变化情况正确的是(  )
A.电场中某点电势的大小等于电场力将单位正电荷从该点移到零电势点电场力所做的功
B.电场中某点的电势大小等于单位正电荷在该点所具有的电势能
C.在电场中无论移动正电荷还是负电荷,只要电场力做正功,电荷电势能都要减少
D.正电荷沿电场线方向移动,电势能减少;负电荷沿电场线方向移动,电势能增加
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在电场中把1.0×10-9C的正电荷从A点移到B点,静电力做功2.5×10-7j,再把这个电荷从B点移到C点,静电力做功-4.0×10-7j.运用相关公式求:
(1)A、B间,B、C间,A、C间的电势差各是多大?
(2)A、B、C三点中哪点电势最高?哪点电势最低?
(3)把-2.5×10-9C的电荷从A点移到B点,静电力做多少功?
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如图所示,在两个固定的异种点电荷Q1、Q2(Q1<Q2)的连线上有A、B两点,将一带负电的点电荷q由A静止释放,它从A点运动到B点的过程中(  )
A.先加速运动再减速运动
B.加速度一直减小
C.电势能先增大后减小
D.在B点电势能比在A点的电势能大

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在xoy坐标系中,将一负检验电荷Q由y轴上a点移至x轴上b点,需克服电场力做功W,若从a点移至x轴上c点,也需克服电场力做功W,那么此空间存在的静电场可能是(  )
A.电场强度方向沿y轴负方向的匀强电场
B.电场强度方向沿x轴正方向的匀强电场
C.处于第I象限某一位置的正点电荷形成的电场
D.处于第Ⅲ象限某一位置的负点电荷形成的电场

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如图所示,ABCD为竖立放在场强为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BC


D
部分是半径为R的半圆环,轨道的水平部分与半圆环相切,A为水平轨道上的一点,而且A


B
=R=0.2m.把一质量m=0.1kg、带电量q=10-4C的小球,放在水平轨道的A点由静止开始释放后,在轨道的内侧运动.(g取10m/s2)求:
(1)它到达C点时的速度是多大?
(2)若让小球安全通过D点,开始释放点离B点至少多远?
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