【題目】如圖所示，一條長為L的細線上端固定，下端拴一個質(zhì)量為m的電荷量為q的小球，將它置于方向水平向右的勻強電場中，使細線豎直拉直時將小球從A點靜止釋放，當(dāng)細線離開豎直位置偏角α＝60°時，小球速度為零.

(1)求：①小球帶電性質(zhì)；②電場強度E.

(2)若小球恰好完成豎直圓周運動，求從A點釋放小球時應(yīng)有的初速度vA的大小(可含根式)．

【答案】（1）正電， （2）

【解析】

(1) 小球在電場中受到重力、電場力和細線的拉力而處于平衡狀態(tài)。根據(jù)細線偏離的方向，分析電場力方向，確定小球的電性。根據(jù)平衡條件和電場力公式F=qE，列方程求出電場強度；

(2) 根據(jù)題意可知，由力的平行四邊形定則求出電場力與重力的合力，可等效成新的重力，小球若能以最小速度通過新重力的對應(yīng)的最高點，則小球恰好完成豎直圓周運動，從而根據(jù)動能定理，可求出A點釋放小球時應(yīng)有初速度的大小。

(1) 由圖可知，小球所受電場力方向水平向右，場強也水平向右，則小球帶正電

由題意可知，細線離開豎直位置偏角的角平分線的位置，即為小球平衡位置

解得：；

(2) 小球除拉力外，還受到電場力與重力作用，由于其兩個不變，因此可等效成新的重力，所以要小球恰好完成豎直圓周運動，則小球必須能以最小速度通過新的重力對應(yīng)的最高點

由牛頓第二定律有：

從而A點到新的重力對應(yīng)的最高點C，根據(jù)動能定理得，

由以上兩式解得： 。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平轉(zhuǎn)臺上放一個質(zhì)量M＝2 kg的木塊，它與轉(zhuǎn)臺間最大靜摩擦力fmax＝6．0 N，繩的一端系掛木塊，穿過轉(zhuǎn)臺的中心孔O（孔光滑），另一端懸掛一個質(zhì)量m＝1．0 kg的物體，當(dāng)轉(zhuǎn)臺以角速度ω＝5 rad/s勻速轉(zhuǎn)動時，木塊相對轉(zhuǎn)臺靜止，則木塊到O點的距離可以是（g取10 m/s2，M、m均視為質(zhì)點）

A. 0．04 m B. 0．08 m C. 0．16 m D. 0．32 m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一靜電場，其電勢隨x坐標(biāo)的改變而改變，變化的圖線如圖所示。若將一帶負電粒子（重力不計）從坐標(biāo)原點O由靜止釋放，粒子沿x軸運動，電場中P、Q兩點的坐標(biāo)分別為1mm、4mm。則下列說法正確的是（ ）

A. 粒子經(jīng)過P點和Q點加速度大小相等、方向相反

B. 粒子經(jīng)過P點與Q點時，動能相等

C. 粒子經(jīng)過P點與Q點時，電場力做功的功率相等

D. 粒子在P點的電勢能為正值

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在動摩擦因數(shù)μ＝0.2的水平面上有一個質(zhì)量m＝2kg的小球，小球與水平輕彈簧及與豎直方向成θ＝45°角的不可伸長的輕繩一端相連，如圖所示，此時小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，且水平面對小球的支持力恰好為零，取g＝10m/s2，以下說法正確的是

A．此時輕彈簧的彈力為零

B．此時輕繩的拉力為

C．當(dāng)剪斷輕繩的瞬間，小球所受的摩擦力為零

D．當(dāng)剪斷輕繩的瞬間，小球的加速度大小為8m/s2，方向向左

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平面上有兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，兩導(dǎo)軌間距為l =0.40m，電阻均可忽略不計。在M和P之間接有阻值為R = 0.40Ω的定值電阻，導(dǎo)體桿ab的質(zhì)量為m=0.10kg、電阻r = 0.10Ω，并與導(dǎo)軌接觸良好。整個裝置處于方向豎直向下、磁感應(yīng)強度為B = 0.50T的勻強磁場中。導(dǎo)體桿ab在水平向右的拉力F作用下，沿導(dǎo)軌做速度v = 2.0m/s的勻速直線運動。求：

（1）通過電阻R的電流I的大小及方向；

（2）拉力F的大小；

（3）撤去拉力F后，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（20分）對鈾235的進一步研究在核能的開發(fā)和利用中具有重要意義。如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的鈾235離子，從容器A下方的小孔S1不斷飄入加速電場，其初速度可視為零，然后經(jīng)過小孔S2垂直于磁場方向進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，做半徑為R的勻速圓周運動。離子行進半個圓周后離開磁場并被收集，離開磁場時離子束的等效電流為I。不考慮離子重力及離子間的相互作用。

（1）求加速電場的電壓U；

（2）求出在離子被收集的過程中任意時間t內(nèi)收集到離子的質(zhì)量M；

（3）實際上加速電壓的大小會在U+ΔU范圍內(nèi)微小變化。若容器A中有電荷量相同的鈾235和鈾238兩種離子，如前述情況它們經(jīng)電場加速后進入磁場中會發(fā)生分離，為使這兩種離子在磁場中運動的軌跡不發(fā)生交疊，應(yīng)小于多少？（結(jié)果用百分數(shù)表示，保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖A，B，C為三個完全相同的物體，當(dāng)水平力F作用于B上，三物體可一起勻速運動，撤去力F后，三物體仍可一起向前運動，設(shè)此時A，B間作用力為f1，B、C間作用力為f2，則f1和f2的大小為（ ）

A. f1=f2="0" B. f1=0，f2="F"

C. f1=，f2=F D. f1=F，f2=0

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運行．初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶．若從小物塊滑上傳送帶開始計時，小物塊在傳送帶上運動的v－t圖象(以地面為參考系)如圖乙所示．已知v2>v1，則(　　)

A. t2時刻，小物塊離A處的距離達到最大

B. t2時刻，小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大

C. 0～t2時間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左

D. 0～t3時間內(nèi)，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，O、M、N為豎直放置的光滑細桿上的三個點，A、B兩點與O點處于同一水平線上，且OM=ON=OA=OB=0. 4m.質(zhì)量為m=0. 3kg的圓環(huán)穿在細桿上，兩根完全相同、原長均為L=0. 4m的輕質(zhì)彈簧，一端與圓環(huán)相連，另一端分別固定在A、B兩點．現(xiàn)將圓環(huán)沿桿拉至M點由靜止釋放，當(dāng)圓環(huán)下滑到P點時速度最大，己知OP=0. 3m，整個過程中彈簧都在彈性限度內(nèi)，重力加速度g=l0m／s2.求：

(1)彈簧的勁度系數(shù)k；

(2)圓環(huán)經(jīng)過N點時的速率v的大�。�

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