(10分)如图所示,一长为L的细线上端固定,下端拴一质量为m的带电小球,将它置于一水平向右的匀强电场E中,当细线偏角为θ=450时,小球处于平衡状态,试问:(1
题型:不详难度:来源:
(10分)如图所示,一长为L的细线上端固定,下端拴一质量为m的带电小球,将它置于一水平向右的匀强电场E中,当细线偏角为θ=450时,小球处于平衡状态,
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112231307-95231.jpg) 试问:(1)小球的带电荷量q多大? (2)若细线的偏角θ从450增加到900,然后由静止释放小球,细线到达竖直位置时小球速度?该位置绳子对球的拉力为多少? |
答案
解(1)q ="mg/E" (2) T=mg |
解析
试题分析: (1)小球在电场中受到重力、电场力和细线的拉力而处于平衡状态.根据细线偏离的方向,分析电场力方向,确定小球的电性. (2)根据平衡条件和电场力公式F=qE,列方程求出小球所带的电量. (3)将细线的偏角由θ从450增加到900,由静止开始释放后,根据动能定理求出小球运动到悬点正下方时的速度,再由牛顿第二定律求出绳上的拉力. 解(1)mg=qE 3分 q ="mg/E" (2)释放后 mgl-qEl= mv2/2-0 V =0 4分 T-mg=mv2/l 3分 T=mg 点评:本题整合了物体的平衡、牛顿第二定律和动能定理等多个规律,分析受力是基础,要培养分析受力情况、作力图的习惯. |
举一反三
如图所示,仅在电场力作用下,一带电粒子沿图中虚线从A运动到B,则( ).
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112231255-69217.jpg) A.电场力做正功 | B.加速度减小 | C.电势能增加 | D.加速度增大 |
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一带电粒子垂直于匀强电场方向射入电场,离开电场后的偏转角与下列因素的关系是:( ) A.带电粒子的质量越大,偏转角越大 | B.偏转电压越高,偏转角越大 | C.带电粒子的初速度越小,偏转角越大 | D.带电粒子的电量越少,偏转角越大 |
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如图所示电路,平行板电容器的一个极板与滑动变阻器的滑动端P相连接.电子以速度v0垂直于电场线方向射入并穿过平行板间的电场.在保证电子还能穿出平行板间电场的情况下,若使滑动变阻器的滑动端P上移,则关于电容器极板上所带电量q和电子穿越平行板所需的时间t的说法正确的是( )
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112231239-41463.png) A.电量q增大,时间t也增大 | B.电量q不变,时间t增大 | C.电量q增大,时间t不变 | D.电量q不变,时间t也不变 |
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如图所示,一个平行金属板电容器的电容为1.5×10-8F,其某极板上的电荷为1.35×10-6C。若有一个电荷为+2e的质点小球从正极板中间的小孔的上方掉入平行金属板电容器的电场中,落到负极板上。求①电容器两极间电压?②此过程中电场力对该小球做了多少功?![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112231235-47873.png) |
(13分)如图所示,在竖直平面内有一平面直角坐标系xoy,第一、四象限内存在大小相等方向相反且平行于y轴的匀强电场。在第四象限内某点固定一个点电荷Q(假设该点电荷对第一象限内的电场无影响)。现有一质量为m=9×10-4kg,带电量为 q=3×10-12C的带电微粒从y轴上A 点(y=0.9cm)以初速度v0=0.8m/s垂直y轴射入第一象限经x轴上的B点进入第四象限做匀速圆周运动且轨迹与y轴相切(图中A、B及点电荷Q的位置均未标出)。不考虑以后的运动。(重力加速度g=10m/s2,静电力常量k=9.0×109Nm/C2、,、sin37°=0.6,cos37°=0.8)
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112231230-78859.jpg) 试求:(1)点电荷通过B的速度(要求画出带点微粒运动轨迹) (2)点电荷Q的电荷量 |
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