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3.如图所示,匀强电场场强为E,与竖直方向成α角,一质量为m、电荷量为q的带电小球用细线系在竖直墙上,恰好静止在水平位置,求
(1)小球带什么电?
(2)场强E的大小?
(3)剪断细线的瞬间,小球的加速度多大?

分析 (1)根据小球的受力情况和平衡条件,分析其电性.由受力平衡列方程求出场强大小.
(2)剪断线后小球受力恒定,将做初速度为零的匀加速直线运动,由牛顿第二定律求加速度

解答 解:(1)对小球的受力分析如图所示,
由分析知小球受电场力方向与电场线方向相反,故小球带负电,
(2)竖直方向:Eqcosα=mg,
所以E=$\frac{mg}{qcosα}$
(3)FT=qEsinа
解得:FT=mgtanа
剪断细线的瞬间,FT=0     故合外力F=mgtanа
a=$\frac{F}{m}$=gtanа
答:(1)小球带负电.
(2)场强E的大小为$\frac{mg}{qcosα}$.
(3)剪断细线的瞬间,小球的加速度a=gtanа

点评 正确对小球受力分析是解决本题的关键,小球的运动情况要根据受力情况来判断.小球从静止开始将沿合外力方向运动.

练习册系列答案
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13.如图所示,在水平向右的匀强电场中,有一电荷量为-4×10-7C的负点电荷从A点运动到B点,电场力做功为3.2×10-6J,AB间距离4m,与水平方向夹角为600;求:
(1)AB间电势是多少?
(2)匀强电场的电场强度多大?
(3)如果A点的电势为-4V,求B点的电势为多大?

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14.如图所示,在空间中存在竖直向上的匀强电场,质量为m、电荷量为+q的物块从A点由静止开始下落,加速度为$\frac{1}{3}$g,下落高度H到B点后与一轻弹簧接触,又下落h到达最低点C,整个过程中不计空气阻力,且弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,则带电物块在由A点运动到C点的过程中,下列说法正确的是(  )
A.该匀强电场的电场强度大小为$\frac{2mg}{3q}$
B.带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为$\frac{mg(H+h)}{3}$
C.带电物块电势能的增加量为mg(H+h)
D.弹簧的弹性势能的增量为$\frac{mg(H+h)}{3}$

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11.如图所示,两个带等量异种电荷、竖直正对放置、电容为C、间距为d的平行金属板,两板间的电场可视为匀强电场.将一个质量为m、电荷量为-q的带电小球,用长度为L(L<d)的、不可伸长的绝缘细线悬挂于两板间电场中的O点.现将小球拉至细线刚好伸直但不绷紧的位置M,某时刻由静止释放小球,当小球向下摆过60°到达N点时,小球的速度恰好为零.若在小球下摆过程中,细线始终未松弛,重力加速度取g,不考虑空气阻力的影响,试求:
(1)两极板间电场强度大小和方向
(2)左侧金属板所带的电荷量Q是多少?
(3)该过程中电势能变化量△Ep

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18.如图所示,水平面的上方有竖直向上的匀强电场,平面上静止着质量为M的绝缘物块,一质量是m的带正电弹性小球,以水平速度v与物块发生碰撞,并以原速率返回,弹回后仅在电场力和重力的作用下沿着虚线运动,则(  )
A.弹回后的运动轨迹是抛物线
B.弹回后运动过程中电势能增加
C.弹回后运动过程中球的机械能守恒
D.弹回后运动过程中机械能与电势能的总和保持不变

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

8.质量为m的带电小球带电量为q,用绝缘细线悬挂在水平向左的匀强电场中,平衡时绝缘细线与竖直方向成30°角,重力加速度为g.求
(1)带电小球带何种电荷.
(2)电场强度的大小.
(3)剪去细线后小球的加速度为多少m/s?(g=10m/s2

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15.一束质量为4.5×10-14kg、电量为1.6×10-9C的带电粒子以平行于两极板的速度9m/s进入匀强电场,如图所示.如果两极板间电压为3000V,两极板间的距离为4cm、板长为9cm.设粒子束不会击中极板,则粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为?(粒子的重力忽略不计)

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12.如图所示,质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上,通过最高点处的钉子用水平轻质细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B,A、B均静止.则(  )
A.B对A的压力大小为$\frac{R+r}{R}$mg
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C.A对地面的压力大小为(M+m)g
D.地面对A的摩擦力大小为$\frac{\sqrt{2Rr+{r}^{2}}}{R}$mg

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13.一辆汽车在延安高架上以72km/h的速度高速行驶,突然发现前方道路施工的标示,立即采取制动措施,若加速度为-5m/s2,则刹车后5s末汽车的速度为0m/s,5s内汽车的位移为40m.

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