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如图所示,一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中,以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动.ON与水平面的夹角为30°,重力加速度为g,且mg=Eq,则(  )
分析:首先对相求的受力情况和运动情况进行分析,小球受重力和电场力作用,因mg=qE且沿ON运动,所以电场力的方向与水平方向成30°角,合力沿ON向下,小球应做匀减速直线运动,对二力进行合成,合力大小为mg,加速度为g;由运动学公式可判断C的对错;因电场力和重力在ON上的分量相等,可知克服电场力做功和克服重力做功是相等的,可知转化为电势能的最大值为初动能的一半.
解答:解:
A、B小球做匀变速直线运动,合力应与速度在同一直线上,即在ON直线上,因mg=Eq,所以电场力Eq与重力关于ON对称,根据数学知识得:电场力qE与水平方向的夹角应为30°,受力情况如图一所示,合力沿ON方向向下,大小为mg,所以加速度为g,方向沿ON向下.故A错误,B正确.
C、经对A的分析可知,小球做匀减速直线运动,由运动学公式可得最大位移为 x=
v
2
0
2g
,则最大高度为h=xsin30°=
v
2
0
4g
.故C错误.
D、若小球在初始位置的电势能为零,在减速运动至速度为零的过程中,小球克服电场力做功和克服重力做功是相等的,由能量的转化与守恒可知,小球的初动能一半转化为电势能,一半转化为重力势能,初动能为
1
2
m
v
2
0
,小球的最大电势能为
m
v
2
0
4
,故D正确.
故选BD.
点评:本题应在正确分析小球受力情况的基础上,运用牛顿第二定律、运动学公式和功能关系分析,采用的力学方法进行分析.
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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(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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