质量为m、带电量为+q的小球,用一绝缘细线悬挂于O点,开始时它在A、B之间来回摆动,OA、OB与竖直方向OC的夹角均为如图1所示。求(1)如果当它摆到B点时突然

质量为m、带电量为+q的小球,用一绝缘细线悬挂于O点,开始时它在A、B之间来回摆动,OA、OB与竖直方向OC的夹角均为如图1所示。求(1)如果当它摆到B点时突然

题型:不详难度:来源:
质量为m、带电量为+q的小球,用一绝缘细线悬挂于O点,开始时它在A、B之间来回摆动,OA、OB与竖直方向OC的夹角均为如图1所示。求(1)如果当它摆到B点时突然施加一竖直向上的、大小为的匀强电场,则此时线中拉力(2)如果这一电场是在小球从A点摆到最低点C时突然加上去的,则当小球运动到B点时线中的拉力
答案

(1)(2)
解析

(1)小球摆到B点时,速度为零,突然加上电场,小球受到电场力: 方向向上,小球受到的合力为零,小球将在B处静止而达到平衡状态。
(2)小球摆到平衡位置C时,由机械能守恒定律:
得 

这时突然加上电场,电场力仍与重力平衡,小球将做匀速圆周运动,绳的拉力提供做圆周运动的向心力。

举一反三
绝缘的半径为R的光滑圆环,放在竖直平面内,环上套有一个质量为m,带电量为+q的小环,它们处在水平向右的匀强电场中,电场强度为E(如图所示),小环从最高点A由静止开始滑动,当小环通过(1)与大环圆心等高的B点与(2)最低点C时,大环对它的弹力多大?方向如何?
                                            
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质量m=2.0×10-4kg、电荷量q=1.0×10-6C的带正电微粒静止在空间范围足够大的匀强电场中,电场强度大小为E1。在t=0时刻,电场强度突然增加到E2=4.0×103N/C,到t=0.20s时再把电场方向改为水平向右,场强大小保持不变。取g=10m/s2。求:
(1)t=0.20s时间内带电微粒上升的高度;
(2)t=0.20s时间内带电微粒增加的电势能;
(3)电场方向改为水平向右后带电微粒最小的的动能。
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右下图为示波器的部分构造示意图,真空室中阴极K不断发出初速度可忽略的电子,电子经电压为U0的电场加速后,由孔N沿长为I、相距为d的两平行金属板A、B间的中心轴线进入两板间,电子穿过A、B后最终可打在中心为O的荧光屏CD上。若在AB间加上变化规律为的交变电压,恰好能让t=0时刻进入AB间的电子经A板右边缘射出打在荧光屏上。假设在电子通过两板的极短时间内AB间电场可视为恒定不变。已知电子电荷量为e,质量为m,电子所受重力不计。求:
(1)电子通过孔N时的速度大小
(2)A、B间电压的最大值Umax和有效值U。
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按照经典的电子理论,电子在金属中运动的情形是这样的:在外加电场的作用下,自由电子发生定向运动,便产生了电流。电子在运动的过程中要不断地与金属离子发生碰撞,将动能交给金属离子,而自己的动能降为零,然后在电场的作用下重新开始加速运动(可看作匀加速运动),经加速运动一段距离后,再与金属离子发生碰撞。电子在两次碰撞之间走的平均距离叫自由程,用表示。电子运动的平均速度用表示,导体单位体积内自由电子的数量为n,电子的质量为,电子的电荷量为,电流的表达式I=nes。请证明金属导体的电阻率=

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质量为m=1.0kg、带电量q=+2.5×10-4C的小滑块(可视为质点)放在质量为M=2.0kg的绝缘长木板的左端,木板放在光滑水平面上,滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.5m,开始时两者都处于静止状态,所在空间加有一个方向竖直向下强度为E= 4.0×104N/C的匀强电场,如图所示.取g=10m/s2,试求:

⑴用水平力F拉小滑块,要使小滑块与木板以相同的加速度一起运动,力F应满足什么条件?
⑵若刚开始时给小滑块一个水平向右瞬时冲量I,小滑块刚好没有滑离木板,则I为多少?此过程中小滑块相对地面的位移s为多少?
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