如圖所示，空間存在著電場強(qiáng)度E=2.5×102N/C、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場，在電場內(nèi)一長為L=0.5m的絕緣細(xì)線一端固定于O點(diǎn)，另一端拴著質(zhì)量m=0.5kg、電荷量q=4×10-2C的小球．現(xiàn)將細(xì)線拉至水平位置，將小球由靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線受到的拉力恰好達(dá)到它能承受的最大值而斷裂，取g=10m/s2．求：
（1）小球帶何種電荷；
（2）小球運(yùn)動(dòng)到圓周最高點(diǎn)的速度；
（3）細(xì)線能承受的最大拉力值；
（4）當(dāng)細(xì)線斷后，小球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到與O點(diǎn)水平方向的距離為L時(shí)，小球距離O點(diǎn)的高度．
（1）由小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)細(xì)線被拉斷，則說明電場力豎直向上，再由電場線豎直向上，則可判定小球帶正電
（2）（3）設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度為v，對該過程由動(dòng)能定理有：（qE-mg）L=
1
2
mv2…①
在最高點(diǎn)對小球由牛頓第二定律得：T+mg-qE=m
v2
L
…②
由①②式解得：T=15N，
v=
10
m/s
（4）小球在細(xì)線斷裂后，在豎直方向的加速度設(shè)為a，則：a=
qE-mg
m
… ③
設(shè)小球在水平方向運(yùn)動(dòng)L的過程中，歷時(shí)t，則：L=vt…④
設(shè)豎直方向上的位移為s，則：s=
1
2
at2…⑤
由①③④⑤解得：s=0.125m
∴小球距O點(diǎn)高度為h=s+L=0.625m．
答：（1）小球的電性為正電；
（2）小球運(yùn)動(dòng)到圓周最高點(diǎn)的速度
10
m/s；
（3）細(xì)線能承受的最大拉力為15N；
（4）當(dāng)小球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)后與O點(diǎn)水平方向距離為L時(shí)，小球距O點(diǎn)的高度0.625m．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖（a）所示，兩平行正對的金屬板A、B間加有如圖（b）所示的交變電壓，一重力可忽略不計(jì)的帶正電粒子被固定在兩板的正中間p處。若在t0時(shí)刻釋放該粒子，粒子會(huì)時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，并最終打在A板上。則t0可能屬于的時(shí)間段是

A.     B.
C.    D.   

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，電源電動(dòng)勢E=50V，內(nèi)阻r=1Ω，R1=3Ω，R2=6Ω．間距d=0.2m的兩平行金屬板M、N水平放置，閉合開關(guān)S，板間電場視為勻強(qiáng)電場．板間豎直放置一根長也為d的光滑絕緣細(xì)桿AB，有一個(gè)穿過細(xì)桿的帶電小球p，質(zhì)量為m=0.01kg、帶電量大小為q=1×10-3C（可視為點(diǎn)電荷，不影響電場的分布）．現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使小球恰能靜止在A處；然后再閉合K，待電場重新穩(wěn)定后釋放小球p．取重力加速度g=10m/s2．求：
（1）小球的電性質(zhì)和恰能靜止時(shí)兩極板間的電壓；
（2）小球恰能靜止時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值；
（3）小球p到達(dá)桿的中點(diǎn)O時(shí)的速度．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，一質(zhì)量為m、電量為q的帶電粒子，以速度v沿平行于板面的方向射入電場中．極板間的電壓為U，板長為L，板間距離為d．若不計(jì)帶電粒子的重力，求帶電粒子射出電場時(shí)
（1）側(cè)向位移的大�。�
（2）速度的大小與方向．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

從陰極發(fā)出的一束電子流可認(rèn)為初速度為O，在經(jīng)U=4000V的加速電壓加速后，從兩平行板的中央垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)磁場，如圖所示，若兩板間距離d=1.0cm，板長l=4.0cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個(gè)極板上最大能加多大電壓？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，勻強(qiáng)電場分布在正方形ABCD區(qū)域內(nèi)，場強(qiáng)方向平行于AB邊，M、N分別為AB邊和BC邊的中點(diǎn)．一個(gè)具有初動(dòng)能E0的帶電粒子射入電場（沿紙面運(yùn)動(dòng)）．如果帶電粒子從M點(diǎn)垂直于電場方向進(jìn)入電場后，恰好從C點(diǎn)離開電場，則帶電粒子從C點(diǎn)離開電場時(shí)的動(dòng)能為______；如果帶電粒子以相同初動(dòng)能從N點(diǎn)垂直于BC邊方向射入電場，則它離開電場時(shí)的動(dòng)能為______．（帶電粒子重力不計(jì)）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如h所示，一表面光滑、與水平方向成60°角他絕緣直桿AB放在水平方向他勻強(qiáng)電場中，其下端（B端）距地面高度h=0.8m．有一質(zhì)量為m=500g他帶電小環(huán)套在直桿上，正以某一速度沿桿勻速下滑，小環(huán)離桿后正好通過B端他正下方P點(diǎn)處．求：
（1）小環(huán)離開直桿后運(yùn)動(dòng)他加速度四小和方向；
（2）小環(huán)在直桿上勻速運(yùn)動(dòng)速度他四小v0．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

長度均為L的平行金屬板AB相距為d，接通電源后，在兩板之間形成勻強(qiáng)電場．在A板的中間有一個(gè)小孔K，一個(gè)帶+q的粒子P由A板上方高h(yuǎn)處的O點(diǎn)自由下落，從K孔中進(jìn)入電場并打在B板上K′點(diǎn)處．當(dāng)P粒子進(jìn)入電場時(shí)，另一個(gè)與P相同的粒子Q恰好從兩板間距B板
d
2
處的O′點(diǎn)水平飛入，而且恰好與P粒子同時(shí)打在K′處．如果粒子進(jìn)入電場后，所受的重力和粒子間的作用力均可忽略不計(jì)，判斷以下正確的說法是（　�。�
A．P粒子進(jìn)入電場時(shí)速度的平方滿足v2=
d
4
a（a為粒子在電場中所受電場力產(chǎn)生的加速度大�。�
B．將P、Q粒子電量均增為+2q，其它條件不變，P、Q粒子同時(shí)進(jìn)入電場后，仍能同時(shí)打在K′點(diǎn)
C．保持P、Q原來的電量不變，將O點(diǎn)和O′點(diǎn)均向上移動(dòng)相同的距離
d
4
；且使P、Q同時(shí)進(jìn)入電場，則P粒子將先擊中K′點(diǎn)
D．其它條件不變，將Q粒子進(jìn)入電場時(shí)的初速度變?yōu)樵瓉淼?倍，將電源電壓也增加為原來的2倍，P、Q同時(shí)進(jìn)入電場，仍能同時(shí)打在K′點(diǎn)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示在真空室中電子由靜止開始在加速電場加速后，以速度v0=1.6×107m/s連續(xù)地沿兩平行金屬板中心線OO′射入偏轉(zhuǎn)電場，已知極板長L=4cm，極板間距離d=1cm，極板右端與圓形熒光屏（足夠大）距離為S=18cm，已知電子的電荷量大小為e=1.6×10-19C，電子的質(zhì)量為m=0.9×10-30kg．
（1）加速電場的電壓U0的大��？
（2）為保證電子不打在AB極板上，AB極板所加電壓最大值Um為多少？
（3）如果AB兩極板之間所加電壓如圖乙所示，圓形熒光屏以oo'為軸以角速度ω=20πrad/s轉(zhuǎn)動(dòng)，由于熒光屏的余輝現(xiàn)象和人眼的視覺暫留現(xiàn)象我們將會(huì)在觀測點(diǎn)看到熒光屏上的圖象，請通過計(jì)算分析并畫出圖象示意圖，標(biāo)出圖象的大小尺寸．（參考信息：物體在快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)人眼所看到的影像消失后，人眼仍能繼續(xù)保留其影像0.3秒左右的圖象，這種現(xiàn)象被稱為視覺暫留現(xiàn)象）

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