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如图所示,长度为l的绝缘轻杆一端可绕O点在竖直平面内自由转动,另一端固定一个质量为m、带电量为+q的小球,整个装置处于水平向右的匀强电场中,电场强度E=。现将小球从最低点A处由静止释放,则轻杆可以转过的最大角度为_____________。若在轻杆的中点施加一个始终垂直于杆的作用力F,F的大小始终保持为2mg,将小球从图中的B处由静止释放后,作用力F的最大功率Pm=_____________。
90°,或0.86mg             (每空2分)
因为电场强度E=,杆平衡位置处于与竖直夹角45°的B位置,将小球从最低点A处由静止释放,当电场做功等于重力势能时,轻杆转过的角度最大,此时关于B点对称,则轻杆可以转过的最大角度为90°;
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分)如图所示,在y>0的空间中存在匀强电场,场强沿y轴负方向;在y<0的空间中,存在匀强磁场,磁场方向垂直xy平面(纸面)向里.一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子,经过y轴上y=h处的点P1时速率为V0,方向沿x轴正方向;然后,经过x轴上x=2h处的P2点进入磁场,并经过y轴上y=-2h处的P3点.不计重力.求:

(1)电场强度的大小.
(2)粒子到达P2时速度的大小和方向.
(3)磁感应强度的大小.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图为一速度选择器的示意图,a、b为水平放置的平行金属板,a、b相距d,极板长l。两块中央带有小孔的绝缘板紧靠金属板竖直放置,一束具有同一速率的负离子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间。为了测定离子的速率, a、b分别与一输出电压可调的直流电源的正、负极相连,并沿垂直于纸面向里的方向加一磁感应强度为B的匀强磁场。当a、b间电压调为U时离子恰能沿水平直线OO'运动,并从小孔O'射出。若撤消加在a、b间的电压,结果发现离子打在了右挡板上小孔O'下方的P点,测得O'、P间距为。不计重力作用,试由上述条件确定
(1)离子的入射速率v=?
(2)离子的比荷 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分)如图所示,在矩形ABCD内对角线BD以上的区域存在有平行于AD向下的匀强电场,对角线BD以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出),矩形AD边长L,AB边长为L。一个质量为m、电荷+q的带电粒子(不计重力)以初速度v0从A点沿AB方向进入电场,在对角线BD的中点P处进入磁场,并从DC边上的Q点垂直于DC离开磁场,试求:

(1)电场强度的大小
(2)带电粒子经过P点时速度的大小和方向
(3)磁场的磁感应强度的大小和方向

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,质量为、电荷量为的小球(视为质点)通过长为的细线悬挂于O点,以O点为中心在竖直平面内建立直角坐标系xOy,在第2、3象限内存在水平向左的匀强电场,电场强度大小为 (式中为重力加速度) 。

(1)把细线拉直,使小球在第4象限与x正方向成角处由静止释放,要使小球能沿原路返回至出发点,的最小值为多少?
(2)把细线拉直,使小球从处以初速度竖直向下抛出,要使小球能在竖直平面内做完整的圆周运动,则的最小值为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,电阻可忽略导线框abcd固定在竖直平面内,导线框ab和dc的宽度为l,在bc段接入阻值为R的电阻,ef是一电阻可忽略的水平放置的导电杆,杆的质量为m,杆的两端分别与ab和cd保持良好接触,且能沿导线框ab和dc无摩擦地滑动,磁感应强度为B的匀强磁场方向与框面垂直. 现用一恒力F竖直向上拉导体杆ef,当导体杆ef上升高度为h时,导体杆ef恰好匀速上升,求:

(1)此时导体杆ef匀速上升的速度v的大小;
(2)导体杆ef上升h的整个过程中产生的焦耳热Q的大小.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

如图所示,在直角坐标系O-xyz中存在磁感应强度为、方向竖直向下的匀强磁场,在(0,0,h)处固定一电量为+q(q>0)的点电荷,在xOy平面内有一质量为m(m未知),电量为-q的微粒绕原点O沿图示方向作匀速圆周运动。若微粒的圆周运动可以等效为环形电流,求:

(1)若已知+q与-q的连线与z轴的夹角θ和静电力常量k,则此微粒所受的库仑力多大
(2)此微粒作匀速圆周运动的角速度ω;
(3)等效环形电流的电流强度I(已知重力加速度为g)。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图,在xoy直角坐标系中,在第三象限有一平行x轴放置的平行板电容器,板间电压U=1×102V。现有一质量m=1.0×10-12kg,带电量q=2.0×10-10C的带正电的粒子(不计重力),从下极板处由静止开始经电场加速后通过上板上的小孔,垂直x轴从A点进入第二象限的匀强磁场中。磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度B=1T。粒子在磁场中转过四分之一圆周后又从B点垂直y轴进入第一象限,第一象限中有平行于y轴负方向的匀强电场E,粒子随后经过x轴上的C点,已知OC=1m。求:

(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r。
(2)第一象限中匀强电场场强E的大小。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

某空间区域存在匀强电场和匀强磁场,匀强电场的电场强度为0.5N/C,一带电量为q=+10-3C,质量为m=3×10-5kg的油滴从高5m处落入该区域后,恰好做匀速直线运动(忽略空气阻力的作用),求匀强磁场的磁感应强度的最小值.(重力加速度g=10m/s2)

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