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地面上方存在水平向右的匀强电场,一质量为m带电量为q的小球用绝缘丝线悬挂在电场中,当小球静止时丝线与竖直方向的夹角为θ,此时小球到地面的高度为h.求:
(1)匀强电场的场强?
(2)若丝线突然断掉,小球经过多长时间落地?
分析:(1)小球受重力、拉力和电场力处于平衡,根据共点力平衡求出电场力的大小,从而得出匀强电场的场强.
(2)丝线断掉后,做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律求出加速度,结合位移时间公式求出运动的时间.
解答:解:(1)对小球列平衡方程qE=mgtanθ
所以 E=
mgtanθ
q

(2)丝线断后小球的加速度为a=
g
cosθ

h
cosθ
=
1
2
at2
 得 t=
2h
g

答:(1)匀强电场的场强E=
mgtanθ
q

(2)若丝线突然断掉,小球经过t=
2h
g
时间落地.
点评:本题考查了共点力平衡、牛顿第二定律和运动学公式的综合运用,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2008?岳阳二模)如图所示,水平地面上方存在水平向左的匀强电场,场强大小E=104N/C,C为固定的弹性挡板.质量m1=1kg、带电量q=+3×10-4C的长板A置于地面上,与水平地面的动摩擦因数μ1=0.1,右端距固定挡板C距离为S0.质量m2=2kg、不带电的小木块B放在长板中间,长板A和小木块B之间的动摩擦因数μ2=0.2.今给长板A一水平向右的冲量I=7N?S,长板A开始向右运动,与挡板C发生一次碰撞后,以原速率反弹.此后在长板A反向向左运动、B继续向右运动的过程中A、B同时停止运动,且物块B始终位于长板A上.(设全过程长板带电量保持不变,g=10m/s2)求:
(1)长扳A的初速度v0
(2)长板A右端距固定挡板C距离为S0

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2010?海淀区模拟)如图所示,在距离水平地面高度为h的绝缘平台上方的矩形区域内(图中虚线区域)存在着匀强电场,场强的大小为E,方向水平向右.一个质量为m、带正电荷q的小球放在平台上,在电场力作用下由静止开始运动,经过时间t飞出平台,然后落在水平地面上.忽略平台的摩擦力以及空气的阻力,且已知重力加速度为g.求:
(1)小球离开绝缘平台时的速度大小;
(2)小球在离开平台后到落到地面的过程中,沿水平方向移动的距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(10分)地面上方存在水平向右的匀强电场,一质量为带电量为的小球用绝缘丝线悬挂在电场中,当小球静止时丝线与竖直方向的夹角为,此时小球到地面的高度为h。求:

   

(1)匀强电场的场强?

(2)若丝线突然断掉,小球经过多长时间落地?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,水平光滑绝缘地面上方虚线MN左侧存在水平向右的匀强电场,电场强度E1=1.0N/C,右侧存在着竖直向上、电场强度E2=50N/C的匀强电场和垂直纸面向里、磁感应强度B1=5.0T的匀强磁场,场区竖直方向均足够在。有两个完全相同的金属小球A、B,质量均为0.10g,A带正电,电量大小为4.0×10-5C,B不带电。现将小球A在P点由静止释放,当A运动到N点与静止在N点的小球B碰撞,PN=0.2m,A、B碰撞时间极短,碰撞过程中无能量损失。球的大小忽略不计。(g取10m/s2)求:

   (1)碰撞前小球A速度大小。

   (2)小球B经过虚线MN时与水平地面的距离。

   (3)小球B落到水平地面上瞬间与此时小球A的距离。

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