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如图所示,一质量为m、带电量为-q的小球A,用长为L的绝缘轻杆与固定转动轴O相连接,绝缘轻杆可绕轴O无摩擦转动。整个装置处于水平向右的匀强电场中,电场强度E=,现将轻杆从图中的竖直位置由静止释放。

(1)轻杆转过90°时,小球A的速度为多大?

(2)轻杆转过多大角度时小球A的速度最大?

(3)小球A转过的最大角度为多少?

 


解答与评分标准:

(1)动能定理:qEL + (-mgL) =-0,                                 (2分)

解出v=                                                     (1分)

(2)轻杆转动过程中,合力矩为零时,小球A的速度最大                  (1分)

mgLsinα=qELcosα                                                (2分)

得到tanα=2,解出α=arctan2=63.43°                                (1分)

(3)设小球A的速度减为零时轻杆与水平方向的夹角为β

动能定理:qELcosβ+[-mg(L+Lsinβ)]=0-0                              (2分)

得到2cosβ=1+sinβ,     解出sinβ=0.6(舍去sinβ=-1),β=37°              (2分)

因此,小球A转过的最大角度为90°+37°=127°                          (1分)

 


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一质量为m,带电荷量为+q的小物体,在水平方向的匀强磁场B中,从倾角为
mg
IL
=
0.4
2×0.2
的绝缘光滑足够长的斜面上由静止开始下滑,求:
(1)此物体在斜面Q上运动的最大速度.
(2)此物体在斜面上运动的距离.
(3)此物体在斜面上运动的时间.

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如图所示,一质量为m=0.016kg、长L=0.5m、宽d=0.1m、电阻R=0.1Ω的矩形线圈,从h1=5m的高处由静止开始下落,然后进入高度为h2(h2>L)的匀强磁场.下边刚进入磁场时,线圈正好作匀速运动.线圈的下边通过磁场所经历的时间t=0.15s.取g=10m/s2
(1)求匀强磁场的磁感应强度B.
(2)求线圈的下边刚离开磁场的瞬间,线圈的加速度的大小和方向.
(3)在线圈的下边通过磁场的过程中,线圈中产生的焦耳热Q是多少?通过线圈的电荷量q是多少?

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如图所示,一质量为m的物块恰好沿着倾角为θ的斜面匀速下滑.现对物块施加一个竖直向下的恒力F.则物块(  )

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如图所示,一质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点,小球在水平恒力F的作用下,从最低点A点拉至B点的过程中,力F所做的功为(  )

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精英家教网如图所示,一质量为m=1.0×10-2kg,带电量为q=1.0×10-6C的小球,用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,假设电场足够大,静止时悬线向左与竖直方向成37°角.小球在运动过程电量保持不变,重力加速度g取10m/s2
(1)求电场强度E.
(2)若在某时刻将细线突然剪断,求经过1s时小球的速度大小v及方向.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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