【題目】如圖所示,長為l的絕緣輕細線一端固定在O點,另一端系一質(zhì)量為m、帶電荷+q的小球,小球靜止時處于O點正下方的O點,F(xiàn)將此裝置放在水平向右的勻強電場中,小球靜止在A點時細線與豎直方向成θ角。已知電場的范圍足夠大,空氣阻力可忽略不計,重力加速度為g。

1)求該勻強電場的電場強度大。

2)若在A點施加一個拉力,將小球從A點沿圓弧緩慢拉回到O點,則所施拉力至少要做多少功;

3)若將小球從O點由靜止釋放,求在其運動到最高點的過程中,電場力所做的功W。

4)若將小球從O點由靜止釋放,求其運動到A點時的速度;

5)若將小球從O點由靜止釋放,求小球運動到A點時所受細線對它的拉力大小T;

6)若將帶電小球從O點由靜止釋放,其運動到A點時細線斷開,求細線斷開后小球運動的加速度;

7)若將帶電小球從O點由靜止釋放,其運動到A點時細線斷開,求小球此后運動到最高點時的速度大。

8)若小球在A點附近小角度(小于)往復運動,求它從A點出發(fā)后到第二次再通過A點的過程中所經(jīng)歷的時間。

【答案】1 2 34,方向與水平方向成θ角斜向上(56;方向與豎直方向成θ角斜向下(78

【解析】

1)由平衡知識可知:

解得

2 根據(jù)動能定理:

解得

3)根據(jù)對稱性可知,小球擺到最高點時擺線與豎直方向夾角為,則電場力的功

4)從O′點到A點由動能定理:

解得

方向與水平方向成θ角斜向上

5)在A點由牛頓第二定律:

解得

6)到A點時細線斷開,則此時小球受向下的重力和向右的電場力,其合力為:

則加速度

;

方向與豎直方向成θ角斜向下。

7)運動到A點時細線斷開,小球此后在水平方向做勻加速運動,水平初速度

加速度為

豎直方向做勻減速運動,豎直初速度

豎直加速度

運動到最高點時的時間

則水平速度即為最高點的速度

;

8)若小球在A點附近小角度(小于)往復運動,則可看做單擺模型,周期 其等效重力加速度

則周期

它從A點出發(fā)后到第二次再通過A點的過程中所經(jīng)歷的時間為一個周期,則

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,邊長為l的等邊三角形ACD內(nèi)、外分布著方向相反的勻強磁場,磁感應強度大小均為B。頂點A處沿∠CAD的平分線方向發(fā)射不同速度的粒子,粒子質(zhì)量均為m、電荷量均為+q。不計粒子重力。粒子以下列速度發(fā)射時其中不能通過D點的是()

A.

B.

C.

D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖所示的電路中,兩個完全相同的小燈泡L1L2分別串聯(lián)一個帶鐵芯的電感線圈L和一個滑動變阻器R。閉合開關S待電路穩(wěn)定后,調(diào)整R的滑片使L1L2亮度一樣,此時通過兩個燈泡的電流均為I。在之后的t0時刻斷開S,則在如圖所示的圖像中,能正確反映t0前后的一小段時間內(nèi)通過L1的電流i1和通過L2的電流i2隨時間t變化關系的是

A.B.

C.D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為某同學利用傳感器研究電容器放電過程的實驗電路,實驗時先使開關S1 端相連,電源向電容器充電,待電路穩(wěn)定后把開關S 擲向2 端,電容器通過電阻R放電,傳感器將電流信息傳入計算機,屏幕上顯示出電流隨時間變化的it曲線,這個曲線的橫坐標是放電時間,縱坐標是放電電流。下列說法中正確的是(  。

A.如果僅提高電源兩端的電壓,則電容器在t=0時刻的放電電流變大

B.如果僅將電阻R的阻值變大,則電容器在t=0時刻的放電電流變小

C.如果僅將電阻R的阻值變大,則電容器放電更快

D.如果僅將電阻R的阻值變大,則it曲線與兩坐標軸所圍的面積保持不變

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為某物理實驗小組做“探究功與速度變化的關系”的實驗裝置。(說明:實驗中橡皮筋型號相同)

(1)關于橡皮筋做功,下列說法正確的是________

A.橡皮筋做功的具體值可以直接測量

B.橡皮筋在小車運動的全程中始終做功

C.通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加

(2)實驗中先后用同樣的橡皮筋1條、2條、3合并起來掛在小車的前端進行多次實驗,每次都要把小車拉到同一位置再釋放小車。橡皮筋對小車做功后而使小車獲得的速度可由打點計時器打出的紙帶測出。根據(jù)第4次的紙帶(如圖所示)求得小車獲得的速度為______ m/s(打點計時器的工作頻率為50 Hz,結果保留兩位有效數(shù)字)

(3)若根據(jù)多次測量數(shù)據(jù)畫出的Wv草圖如圖所示,根據(jù)圖線形狀,可知對Wv的關系作出的猜想可能正確的是________。

AW BW CWv2 DWv3

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為一交流發(fā)電機的原理示意圖,裝置中兩磁極之間產(chǎn)生的磁場可近似為勻強磁場,發(fā)電機的矩形線圈abcd在磁場中,圖中abcd分別為矩形線圈的四個頂點,其中的c點被磁鐵遮擋而未畫出。線圈可繞過bc邊和ad邊中點且垂直于磁場方向的水平軸OO勻速轉動。為了便于觀察,圖中發(fā)電機的線圈只畫出了其中的1匝,用以說明線圈兩端的連接情況。線圈的ab邊連在金屬滑環(huán)K上,cd邊連在金屬滑環(huán)L上;用導體做的兩個電刷E、F分別壓在兩個滑環(huán)上,線圈在轉動過程中可以通過滑環(huán)和電刷保持其兩端與外電路的定值電阻R連接。已知矩形線圈ab邊和cd邊的長度L150cmbc邊和ad邊的長度L220cm,匝數(shù)n100匝,線圈的總電阻r5.0Ω,線圈轉動的角速度ω282rad/s,外電路的定值電阻R45Ω,勻強磁場的磁感應強度B0.05T。電流表和電壓表均為理想電表,滑環(huán)與電刷之間的摩擦及空氣阻力均可忽略不計,計算中取π3.141.41。

1)求電阻R兩端電壓的最大值Um;

2)求電壓表的示數(shù)U;

3)線圈轉動1圈的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR(結果保留3位有效數(shù)字);

4)線圈轉動1圈的過程中線圈上所產(chǎn)生的焦耳熱Qr(結果保留3位有效數(shù)字);

5)討論(3)、(4)中的結果與維持該線圈勻速轉動1圈,外力所做的功W的關系(結果保留3位有效數(shù)字);

6)從線圈經(jīng)過圖示位置開始計時,寫出線圈內(nèi)的電流隨時間變化的函數(shù)關系式;

7)從線圈經(jīng)過圖示位置開始計時,寫出ab邊所受安培力大小隨時間變化的函數(shù)關系式;

8)從線圈經(jīng)過圖示位置開始計時,求線圈運動的1/4周期內(nèi),電流的平均值I(結果保留2位有效數(shù)字);

9)從線圈經(jīng)過圖示位置開始計時,求線圈轉過90°的過程中通過線圈導線某截面的電荷量q(結果保留1位有效數(shù)字)。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關于盧瑟福的粒子散射實驗,下列敘述中與得到的實驗結果相符的是(

A.所有粒子穿過金箔后偏轉角度都很小

B.大多數(shù)粒子發(fā)生較大角度的偏轉

C.向各個方向運動的粒子數(shù)目基本相等

D.極少數(shù)粒子產(chǎn)生超過90°的大角度偏轉

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在“用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中,某同學測得了七組數(shù)據(jù)如下:

1

2

3

4

5

6

7

U/V

1.37

1.32

1.25

1.24

1.18

1.10

1.05

I/A

0.12

0.20

0.25

0.31

0.32

0.50

0.57

1)根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù),在下面圖中作出I-U圖線______;從圖線中可得出,電源電動勢________V,內(nèi)阻________Ω

2)若一位同學未畫出圖線,只選用其中兩組UI的數(shù)據(jù),根據(jù)公式,算出Er,這樣做可能得出誤差很大的結果,則他選用其中第________組和第________組數(shù)據(jù)時計算得的結果誤差大.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,一個匝數(shù)n100的圓形導體線圈,面積S10.4 m2 ,電阻r1 Ω。在線圈中存在面積S20.3 m2的垂直線圈平面向外的勻強磁場區(qū)域,磁感應強度B隨時間t變化的關系如圖乙所示。有一個R2 Ω的電阻,將其兩端a、b分別與圖甲中的圓形線圈相連接,b端接地,則下列說法正確的是

A.圓形線圈中產(chǎn)生的感應電動勢E4.5V

B.04 s時間內(nèi)通過電阻R的電荷量q8 C

C.b端電勢為零,則a端的電勢φa3 V

D.04 s時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q18 J

查看答案和解析>>

同步練習冊答案