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质量为m,电荷量为+q的小球,用一绝缘细线悬于O点.开始时它在AB之间来回摆动,OAOB与竖直方向OC的夹角均为θ[如图所示][l]如果当它摆动到B点时突然施加一竖直向上的、大小为E=mg/q的匀强电场,则此时线中拉力T1=_______[2]如果这一电场是在小球从A点摆到最低点C时突然加上去的,则当小球运动到B点时线中的拉力T2=_______

答案:0;2mg(l-cosθ)
解析:

[1]当小球运动到B点时,加上的电场恰好产生一个和重力大小相等方向相反的电场力,此时因为小球处于静止状态受力平衡,绳子不会有力。

[2]当小球运动到最底端时,小球需要一个向心力,电场力抵消了重力,绳子只要提供向心力即可。


提示:

这是带电粒子在电场中运动和圆周运动的一道综合题目。


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?厦门模拟)如图所示,四分之一光滑绝缘圆弧轨道AP和水平绝缘传送带PC固定在同一竖直平面内,圆弧轨道的圆心为O,半径为R;P点离地高度也为R,传送带PC之间的距离为L,沿逆时针方向的传动,传送带速度v=
2gR
,在PO的左侧空间存在方向竖直向下的匀强电场.一质量为m、电荷量为+q的小物体从圆弧顶点A由静止开始沿轨道下滑,恰好运动到C端后返回.物体与传送带间的动摩擦因数为μ,不计物体经过轨道与传送带连接处P时的机械能损失,重力加速度为g.求:

(1)匀强电场的场强E为多大;
(2)物体返回到圆弧轨道P点,物体对圆弧轨道的压力大小;
(3)若在直线PC上方空间再加上磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里的匀强磁场(图中未画出),物体从圆弧顶点A静止释放,运动到C端后做平抛运动,落地点离C点的水平距离为R,试求物体在传送带上运动的时间t.

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科目:高中物理 来源: 题型:

重力不计的带正电的粒子,质量为m,电荷量为q,由静止开始,经加速电场加速后,垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动,圆心为O,半径为r.可将带电粒子的运动等效为一环形电流,环的半径等于粒子的轨道半径(若粒子电荷量为q,周期为T,则等效环形电流的电流大小为I=q/T).
(1)求粒子在磁场中做圆周运动的线速度和等效环形电流的电流大小;
(2)在O点置一固定点电荷A,取适当的加速电压,使粒子仍可绕O做半径为r的圆周运动.现使磁场反向,但保持磁感应强度B的大小不变,改变加速电压,使粒子仍能绕O做半径为r的圆周运动,两次所形成的等效电流之差的绝对值为△I.假设两次做圆周运动的线速度分别为V1、V2,试用m、q、r、B、V1(或V2)写出两次粒子所受库仑力的表达式,确定A所带电荷的电性,并用m、q、B写出△I的表达式.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?四川模拟)如图所示,一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E的匀强电场中,以初速度υ0沿直线ON做匀变速运动,直线ON与水平面的夹角为30°.若小球在初始位置的电势能为零,重力加速度为g,且mg=Eq,则(  )

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

重力不计的带正电的粒子,质量为m,电荷量为q,由静止开始,经加速电场加速后,垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动,圆心为O,半径为r.可将带电粒子的运动等效为一环形电流,环的半径等于粒子的轨道半径(若粒子电荷量为q,周期为T,则等效环形电流的电流大小为I=q/T).
(1)求粒子在磁场中做圆周运动的线速度和等效环形电流的电流大小;
(2)在O点置一固定点电荷A,取适当的加速电压,使粒子仍可绕O做半径为r的圆周运动.现使磁场反向,但保持磁感应强度B的大小不变,改变加速电压,使粒子仍能绕O做半径为r的圆周运动,两次所形成的等效电流之差的绝对值为△I.假设两次做圆周运动的线速度分别为V1、V2,试用m、q、r、B、V1(或V2)写出两次粒子所受库仑力的表达式,确定A所带电荷的电性,并用m、q、B写出△I的表达式.

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科目:高中物理 来源:2004年江苏省高考物理仿真模拟试卷(一)(解析版) 题型:解答题

重力不计的带正电的粒子,质量为m,电荷量为q,由静止开始,经加速电场加速后,垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动,圆心为O,半径为r.可将带电粒子的运动等效为一环形电流,环的半径等于粒子的轨道半径(若粒子电荷量为q,周期为T,则等效环形电流的电流大小为I=q/T).
(1)求粒子在磁场中做圆周运动的线速度和等效环形电流的电流大小;
(2)在O点置一固定点电荷A,取适当的加速电压,使粒子仍可绕O做半径为r的圆周运动.现使磁场反向,但保持磁感应强度B的大小不变,改变加速电压,使粒子仍能绕O做半径为r的圆周运动,两次所形成的等效电流之差的绝对值为△I.假设两次做圆周运动的线速度分别为V1、V2,试用m、q、r、B、V1(或V2)写出两次粒子所受库仑力的表达式,确定A所带电荷的电性,并用m、q、B写出△I的表达式.

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