如图所示,长为l的绝缘细线一端悬于O点,另一端系一质量为m、电荷量为q的小球.现将此装置放在水平向右的匀强电场中,小球静止在A点,此时细线与竖直方向成37°角.

如图所示,长为l的绝缘细线一端悬于O点,另一端系一质量为m、电荷量为q的小球.现将此装置放在水平向右的匀强电场中,小球静止在A点,此时细线与竖直方向成37°角.

题型:不详难度:来源:
如图所示,长为l的绝缘细线一端悬于O点,另一端系一质量为m、电荷量为q的小球.现将此装置放在水平向右的匀强电场中,小球静止在A点,此时细线与竖直方向成37°角.重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)判断小球的带电性质;
(2)求该匀强电场的电场强度E的大小;
(3)若将小球向左拉起至与O点处于同一水平高度且细绳刚好张紧,将小球由静止释放,求小球运动到最低点时的速度大小.
答案
(1)由图可知,小球受到的电场力方向向左,电场方向向右,所以小球带负电.
(2)小球受三个力作用处于平衡状态,有tan37°=
mg
qE
可得:E=
4mg
3q

(3)小球从水平位置到竖直方向的过程中重力和电场力做功,根据动能定理得mgL-qEL=
1
2
mv2

联立解得 v=


gl
2

答:(1)小球带负电
(2)匀强电场电场强度的大小为
4mg
3q


(3)小球经过A点时的速度为v=


gl
2
举一反三
如图所示,两个绝缘斜面与绝缘水平面的夹角均为α=45°,水平面长d,斜面足够长,空间存在与水平方向成45°的匀强电场E,已知E=


2
mg
4q
.一质量为m、电荷量为q的带正电小物块,从右斜面上高为d的A点由静止释放,不计摩擦及物块转弯时损失的能量.小物块在B点的重力势能和电势能均取值为零.试求:
(1)小物块下滑至C点时的速度大小;
(2)在AB之间,小物块重力势能与动能相等点的位置高度h1
(3)除B点外,小物块重力势能与电势能相等点的位置高度h2
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在如图的匀强电场中,有A、B两点,且A、B两点间的距离为x=0.20m,已知AB连线与电场线夹角为θ=60°,今把一电荷量q=-2×10-8C的检验电荷放入该匀强电场中,其受到的电场力的大小为F=4.0×10-4N,方向水平向左.求:
(1)电场强度E的大小和方向;
(2)若把该检验电荷从A点移到B点,电势能变化了多少;
(3)若A点为零电势点,B点电势为多少.
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在电场中,把电荷量为4×10-9C的正电荷从A点移到B点,克服电场力做功6×10-8J,以下说法中正确的是(   )
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A.电荷在B点具有的电势能是6×10-8J
B.B点的电势是15V
C.电荷的电势能增加了6×lO-8J
D.电荷的电势能减少了6×10-8J
如图所示,是一对彼此绝缘相距d=5cm的平行金属带电极板MN,N板接地,在两极板MN间A点有一带电量为q=4×10-6C的带电液滴,其质量m=4×10-4kg,恰好处于静止状态.求:
(1)两板间的电场强度E
(2)两极板NM之间电势差UNM
(3)M点的电势φM
在竖直平面内有水平向右、场强为E的匀强电场,在匀强电场中,在竖直平面内有水平向右、场强为E的匀强电场,在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线,一端固定在O点,另一端系一质量为m的带电小球,它静止时位于A点,此时细线与竖直方向成37°角,如图所示.现对在A点的该小球施加一沿与细线垂直方向的瞬时冲量I,小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动.下列对小球运动的分析,正确的是(不考虑空气阻力,细线不会缠绕在O点上) (  )
A.小球运动到C点时动能最小
B.小球运动到C点时绳子的拉力最小
C.小球运动到Q点时动能最大
D.小球运动P点时机械能最小