精英家教網(wǎng)如圖所示,在水平向右的勻強(qiáng)電場中,一根長為L的絕緣細(xì)線,一端連著一質(zhì)量為m帶電量為+q的小球,另一端固定于O點(diǎn),現(xiàn)把小球拉至細(xì)線水平且與場強(qiáng)方向平行的位置,無初速釋放,小球能擺到最低點(diǎn)的另一側(cè),細(xì)線與豎直方向的最大夾角θ=30°,(1)求場強(qiáng)E的大;(2)若使帶電小球在平行于電場的豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動,小球運(yùn)動過程中的最小動能是多少?
分析:小球在運(yùn)動的過程中,重力和電場力做功,初末的動能都是0,代人動能定理的表達(dá)式,即可求出得出強(qiáng)度;
當(dāng)細(xì)線上張力為零時,重力和電場力的合力充當(dāng)向心力,此時小球速度最。
解答:解:(1)對小球運(yùn)動的全過程列動能定理方程:mgLcosθ-qEL(1+sinθ)=0,θ=30°,
解得E=
3
mg
3q

(2)當(dāng)細(xì)線上張力為零時,重力和電場力的合力充當(dāng)向心力,此時小球速度最。
F=
(mg)2+(qE)2
=
2
3
3
mg=
mv2
L
,
則Ek=
1
2
mv2
=
3
3
mgL

答:(1)場強(qiáng)E的大小
3
mg
3q

(2)若使帶電小球在平行于電場的豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動,小球運(yùn)動過程中的最小動能是
3
3
mgL.
點(diǎn)評:該題考查動能定理的應(yīng)用,在做題的過程中要找出那些力做功,做了多少功;初末的狀態(tài)分別是怎樣的.
求解最小速度時關(guān)鍵是先找出在何處有最小速度.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在水平向右的勻強(qiáng)電場中,用長為L的絕緣細(xì)繩將一個質(zhì)量為m的帶電小球懸掛于O點(diǎn),平衡時,小球位于B點(diǎn),此時繩與豎直方向的夾角為θ(θ<45°).已知重力加速度為g.求:
(1)小球靜止在B點(diǎn)時受到繩的拉力大。
(2)若將小球拉到O點(diǎn)等高的A點(diǎn)(此時繩拉直),然后釋放小球,當(dāng)小球運(yùn)動到最低點(diǎn)C時受到繩的拉力大。

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如圖所示,在水平向右的拉力F作用下,木塊在長木板上向右做勻減速直線運(yùn)動,加速度大小為a.長木板處于靜止?fàn)顟B(tài).已知,木塊質(zhì)量為m,長木板質(zhì)量為M,長木板與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ1,木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為μ2.地面對長木板的摩擦力大小為( 。

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如圖所示,在水平向右的勻強(qiáng)電場中,用長為L的絕緣細(xì)繩將一個質(zhì)量為m的帶電小球懸掛于O點(diǎn),平衡時,小球位于B點(diǎn),此時繩與豎直方向的夾角為θ(θ<45°).已知重力加速度為g.求:小球靜止在B點(diǎn)時受到繩的拉力大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在水平向右場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中,有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的點(diǎn)電荷從A點(diǎn)由靜止釋放,在電場力的作用下經(jīng)時間t運(yùn)動到B點(diǎn).求:
(1)A、B兩點(diǎn)間的距離;
(2)點(diǎn)電荷從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)過場中,電勢能的變化量.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在水平向右的勻強(qiáng)電場中的A點(diǎn),有一個質(zhì)量為m、帶電荷量為-q的油滴以速度v豎直向上運(yùn)動.已知當(dāng)油滴經(jīng)過最高點(diǎn)B時,速度大小也為v.求:
(1)場強(qiáng)E的大小;
(2)A、B兩點(diǎn)間的電勢差.

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