【題目】在豎直平面內(nèi)有水平向右、電場強度為E=1×104 N/C的勻強電場.在場中有一根長L=2 m的絕緣細線,一端固定在O點,另一端系有質(zhì)量為0.04 kg的帶電小球,如圖所示,它靜止時細線與豎直方向成37°角.現(xiàn)給小球一個初速度讓小球恰能繞O點在豎直平面內(nèi)做圓周運動,取小球在靜止時的位置為電勢能和重力勢能的零點,下列說法正確的是(cos 37°=0.8,g=10 m/s2)

A. 小球所帶電量為q=3.6×105 C

B. 小球恰能做圓周運動動能最小值是0.5 J

C. 小球恰能做圓周運動的機械能最小值是0.5 J

D. 小球恰能做圓周運動的機械能最小值是1.28 J

【答案】B

【解析】

對小球進行受力分析如上圖所示,

可得:mgtan37°=qE.解得小球的帶電量為:選項A錯誤;由于重力和電場力都是恒力,所以它們的合力也是恒力.在圓上各點中,小球在平衡位置A點時的勢能(重力勢能和電勢能之和)最小,在平衡位置的對稱點B點,小球的勢能最大,由于小球總能量不變,所以在B點的動能EkB最小,對應(yīng)速度vB最小,在B點,小球受到的重力和電場力,其合力作為小球做圓周運動的向心力,而繩的拉力恰為零,有:,F=m,所以;選項B正確;由于總能量保持不變,即Ek+EPG+EPE=恒量.所以當小球在圓上最左側(cè)的C點時,電勢能EPE最大,機械能最。B運動到A,W合力=-(EPA-EPB),W合力=F2L,所以EPB=2J;總能量E=EPB+EkB=2.5J.由C→A,WFE=FEL(1+sin37°)=0.96J,WFE=EP2 (EP2C點電勢能),所以C點的機械能為EC=E-EP2=1.54J,選項CD錯誤;故選B.

練習冊系列答案
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【題目】在做研究平拋物體的運動的實驗中,為了確定小球在不同時刻在空中所通過的位置,實驗時用了如圖所示的裝置。先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平,在一塊平整的木板表面釘上白紙和復(fù)寫紙將該木板豎直立于水平地面上,使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,小球撞到木板并在白紙上留下痕跡A;將木板向遠離槽口平移距離x,再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,小球撞在木板上得到痕跡B;又將木板再向遠離槽口平移距離x,小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,再得到痕跡C若測得木板每次移動距離x=10.00cmA、B 間距離y1=5.02cm,B、C 間距離y2=14.82cm。請回答以下問題(g=9.8m/s2

為什么每次都要使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放?答:________。

根據(jù)以上直接測量的物理量來求得小球初速度的表達式為v0=___(用題中所給字母表示)。

小球初速度的值為v0=_____m/s。

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【題目】硅光電池是一種太陽能電池,具有低碳環(huán)保的優(yōu)點.如圖所示,圖線a是該電池在某光照強度下路端電壓U和電流I變化的關(guān)系圖象(電池電動勢不變,內(nèi)阻不是定值),圖線b是某電阻RUI圖象.在該光照強度下將它們組成閉合回路時,下列說法中正確的是(  )

A. 硅光電池的內(nèi)阻為

B. 硅光電池的總功率為0.4W

C. 硅光電池的內(nèi)阻消耗的熱功率為0.32W

D. 若將R換成阻值更大的電阻,硅光電池的輸出功率增大

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【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的小球a、b之間用輕繩相連,小球a通過輕桿固定在左側(cè)豎直墻壁上,輕桿與豎直墻壁夾角為30°,F(xiàn)改變作用在小球b上的外力的大小和方向,輕繩與豎直方向的夾角保持60°不變,則

A. 輕繩上的拉力一定小于mg

B. 外力F的最小值為

C. 輕桿對小球a作用力的方向不變

D. 輕桿對小球a的作用力最小值為mg

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【題目】兩根圓柱形長直木桿AB和CD相互平行,斜靠在豎直墻壁上把一摞瓦放在兩木桿構(gòu)成的滑軌上,瓦將沿滑軌滑到低處,在實際操作中發(fā)現(xiàn)瓦滑到底端處時速度較大,有可能摔碎,為了防止瓦被損壞,下列措施可行的是( )

A. 適當減少兩桿之間的距離

B. 適當增大兩桿之間的距離

C. 增多每次運送瓦的塊數(shù).

D. 減少每次運送瓦的塊數(shù)

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【題目】如圖所示,兩個等量異號點電荷M、N分別固定在A、B兩點,FAB連線中垂線上某一點,0AB連線的中點。AO =OF, E分別表示F處的場強大小和電勢。將某試探負點電荷由F處靜止釋放時,其電勢能和加速度大小分別用a表示,取無窮處為電勢零點,若將負點電荷N移走,則

A. 升高 B. E不變

C. 變小 D. a變大

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【題目】如圖所示,光滑斜面放在水平面上,斜面上用固定的豎直擋板擋住一個光滑的重球。當整個裝置沿水平面向左勻速運動的過程中,下列說法中正確的是(

A. 重力做負功

B. 斜面對球的彈力和擋板對球的彈力的合力做正功

C. 斜面對球的彈力做正功

D. 擋板對球的彈力做正功

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【題目】如圖所示,點電荷分別置于MN兩點,O點為MN連線的中點,點abMN連線上,點cdMN中垂線上,它們均關(guān)于O點對稱下列說法正確的是  

A. c、d兩點的電場強度相同

B. ab兩點的電勢相同

C. 將電子沿直線從c移到d,電場力對電子先做負功再做正功

D. 將電子沿直線從a移到b,電子的電勢能一直增大

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【題目】真空中存在電場強度大小為E1的勻強電場,一帶電油滴在該電場中豎直向上做勻速直線運動,速度大小為v0。在油滴處于位置A時,將電場強度的大小突然增大到某值,但保持其方向不變。持續(xù)一段時間t1后,又突然將電場反向,但保持其大小不變;再持續(xù)同樣一段時間后,油滴運動到B點。重力加速度大小為g

(1)求油滴運動到B點時的速度。

(2)求增大后的電場強度的大。粸楸WC后來的電場強度比原來的大,試給出相應(yīng)的t1v0應(yīng)滿足的條件。已知不存在電場時,油滴以初速度v0做豎直上拋運動的最大高度恰好等于BA兩點間距離的兩倍。

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