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一个质量为m、带+q电量的小球,用长L的绝缘细线悬吊在竖直向下的场强为E的匀强电场中.如果将细线拉至与竖直方向成θ角,然后将小球无初速释放,如图所示.求小球运动到最低点时细线的拉力多大.
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设小球通过最低点时的速度为v,
根据动能定理:mgL(1-cosθ)+qEL(1-cosθ)=
1
2
mu2-0

解得v=
(2g+
2qE
m
)L(1-cosθ)

根据牛顿第二定律:F=m
v2
L

设线的拉力为T,则T-mg-qE=m
v2
L

解得T=3mg+3qE-2(mg+qE)cosθ
答:小球运动到最低点时细线的拉力为3mg+3qE-2(mg+qE)cosθ.
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,一个质量为m,带+q电量的粒子在BC边上的M点以速度v垂直于BC边飞入正三角形ABC.为了使该粒子能在AC边上的N点垂直于AC边飞出该三角形,可在适当的位置加一个垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场.若此磁场仅分布在一个也是正三角形的区域内,且不计粒子的重力,试求:
(1)画出正三角形区域磁场的边长最小时的磁场区域及粒子运动的轨迹.
(2)该粒子在磁场里运动的时间t.
(3)该正三角形区域磁场的最小边长.

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(1)该粒子在磁场里运动的时间t;
(2)该正三角形区域磁场的最小边长;
(3)画出磁场区域及粒子运动的轨迹.

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(1)离子速度大小;
(2)离子自A点射出后在两个磁场不断地飞进飞出,从t=0开始经多长时间第一次回到A点;
(3)从t=0开始到离子第二次回到A点,离子在内圆磁场中运动的时间共为多少;
(4)画出从t=0到第二次回到A点离子运动的轨迹。(小圆上的黑点为圆周的等分点,供画图时参考)

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