练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图所示，在竖直向下，场强为E的匀强电场中，长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动，两个小球A、B固定于杆的两端，A、B的质量分别为m1和m2（m1＜m2），A带负电，电量为q1，B带正电，电量为q2．杆从静止开始由水平位置转到竖直位置，求：
    （1）在此过程中电场力所做的功为多少？
    （2）在竖直位置处两球的总动能为多少？
    若将轻杆弯折成如图所示的“Γ”形，两边互相垂直、长度均为
    1
    2
    ，两端各固定一个金属小球A、B，在竖直向下，场强为E的匀强电场中，可绕过O点的水平轴在竖直平面内无摩擦转动．已知A球质量m1=m，电量为+q，B球质量m2=7m/2，B球也带负电，电量为-q．现将“Γ”形杆从OB位于水平位置由静止释放，求：
    （3）OB杆能转过的最大角度为127°，则该电场强度的大小为多少？
    （4）当两球的速度达到最大时，OB杆转过的角度为多大？
    （1）因为杆及AB受力的合力矩为顺时针，所以系统沿顺时针转动到竖直位置，电场力对A和B都做正功，电场力对A、B做总功为：
    WE=q2E×
    L
    2
    +q1E×
    L
    2
    =
    1
    2
    （q1+q2）EL，
    （2）在此过程中重力对A做正功，对B做负功，WG=m2g×
    L
    2
    -m1g×
    L
    2
    =
    1
    2
    （m2-m1）gL，
    设两球总动能为Ek，由用动能定理得：
    Ek-0=WE+WG=
    1
    2
    （q1E+q2E+m2g-m1g）L，
    （3）从OB位于水平位置由静止释放到OB杆能转过的角度为127°，根据动能定理列出等式
    3.5mg×0.8×
    1
    2
    L-mg×1.6×
    1
    2
    L-qE×0.8×
    1
    2
    L-qE×1.6×
    1
    2
    L=0-0=0
    解得：E=
    mg
    2q

    （4）速度达到最大时力矩平衡，设转过的角度为θ，根据力矩平衡方程得
    （qE+mg）sinθ=（3.5mg-qE）cosθ，
    解得tanθ=2，即OB杆转过的角度的正切值是2．
    答：（1）在此过程中电场力所做的功为
    1
    2
    （q1+q2）EL
    （2）在竖直位置处两球的总动能为
    1
    2
    （q1E+q2E+m2g-m1g）L，
    （3）OB杆能转过的最大角度为127°，则该电场强度的大小为
    mg
    2q

    （4）OB杆转过的角度的正切值是2．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题


    （1）小球带何种电荷；
    （2）小球从O点抛出到落回x轴的过程中电势能的改变量;
    （3）小球上升的最大高度及初速度v0;
    （4）若要使小球通过P点后作直线运动，则在x轴下方所加匀强电场E2的最小值及方向。

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图8-3所示，QA=3×10-8C，QB=-3×10-8C，A，B两球相距5cm，在水平方向外电场作用下，A，B保持静止，悬线竖直，求A，B连线中点场强。（两带电小球可看作质点）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    关于电场力和电场强度，以下说法正确的是（　　）
    A．两个点电荷分别处于电场中的A、B两点，电荷受到的电场力大处则场强大
    B．在电场某点如果没有检验电荷，则电场力为零，电场强度也为零
    C．检验电荷在电场中某点受到的电场力为零，则该点的场强为零
    D．一检验电荷在以一个点电荷为球心，半径为r的球面上各点所受电场力相同

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，在点电荷+Q电场中的一条水平电场线上取a、b两点，其与O的距离关系是roa=
    1
    2
    rob，当在a处放一电量q=1.5×10-8c带正电的检验电荷时，受到的电场力为F=3×10-6N．试求：
    （1）a处的电场强度的大小及方向；
    （2）若将检验电荷放在b点，点电荷+Q受到的电场力多大？方向怎样？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：多选题

    固定的等量异号电荷连线的中垂线为MN．P、Q是MN上两点，如图，则（　　）
    A．Q点电场强度大于P点电场强度
    B．P、Q两点场强方向相同
    C．P点电势比Q点电势低
    D．P、Q两点电势相等

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    下述说法正确的是（　　）
    A．由E=
    F
    q
    可知，电场中某点的场强与电场力成正比
    B．由ρ=
    RS
    L
    可知，金属的电阻越大，电阻率也越大
    C．电场线一定与等势面垂直
    D．电场线与点电荷在电场中的运动轨迹重合

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    关于场强的三个公式：①E=
    F
    q
    ；②E=
    kQ
    r2
    ；③E=
    U
    d
    的适用范围，下列说法中正确的是（　　）
    A．三个公式都只能在真空中适用
    B．公式②只能在真空中适用，公式①和③在真空中和介质中都适用
    C．公式②和③只能在真空中适用，公式①在真空中和介质中都适用
    D．公式①适用于任何电场，公式②只适用于点电荷的电场，公式③只适用于匀强电场

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，电荷量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心，垂线上的a、b两点关于薄板对称，到薄板的距离都是d．若图中a点的电场强度为零，则b点的电场强度大小和方向分别为（静电力常数k）（　　）
    A．kq/d2，垂直薄板向左
    B．10kq/9d2，垂直薄板向左
    C．8kq/9d2，垂直薄板向右
    D．kq/9d2，垂直薄板向左

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案