(15分)如图所示，水平向左的匀强电场中，用长为l的绝缘轻质细绳悬挂一小球，小球质量为m，带电量为＋q，将小球拉至竖直位置最低位置A点处无初速释放，小球将向左摆动，细线向左偏离竖直方向的最大角度θ＝74°。
⑴求电场强度的大小E；
⑵求小球向左摆动的过程中，对细线拉力的最大值；
⑶若从A点处释放小球时，给小球一个水平向左的初速度v0，则为保证小球在运动过程中，细线不会松弛，v0的大小应满足什么条件？
⑴E＝
；⑵T′＝
；⑶v0≤
或v0≥
解析试题分析：⑴设小球最大摆角位置为C，在整个过程中，小球受重力mg、电场力qE和细线的拉力T作用，拉力T始终不做功，在小球由A运动至C的过程中，根据动能定理有：qElsinθ－mgl(1－cosθ)＝0－0
解得：E＝
＝
＝
⑵重力与电场力的合力大小为：F＝
＝
①
其方向指向左下方，设与竖直方向成α角，根据几何关系有：tanα＝
＝
，即α＝37° ②
当小球摆动至细线沿此方向，设为B位置时，小球对细线的拉力最大，则：T－F＝
③
小球在由A运动至B的过程中，根据动能定理有：Fl(1－cosα)＝
－0 ④
根据牛顿第三定律可知，小球对细线的拉力为：T′＝T ⑤
由①②③④⑤式联立解得：T′＝
⑶要使细线不松弛有两种情况，当小球摆动过程中，细线的方向与F的方向不超过90°时，根据动能定理有：－Flcosα≤0－
解得：v0≤ ⑥
当小球能完成完整的圆周运动时，需满足：F≤
⑦
根据动能定理有：－Fl(1＋cosα)＝
－ ⑧
由⑦⑧式联立解得：v0≥ ⑨
由⑥⑨式联立解得，为保证小球在运动过程中，细线不松弛，v0的大小应满足的条件为：v0≤或v0≥
考点：本题主要考查了带电体在复合场中的运动问题，涉及动能定理、圆周运动向心力、牛顿运动定律的应用和临界条件的判断等知识，属于中档偏高题。
天天向上一本好卷系列答案
小学生10分钟应用题系列答案科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（8分）一带电量大小为q，质量为m的小球，从水平面上a点以初速度v0竖直向上射入如图所示的水平方向匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，当地的重力加速度为g。求：
（1）小球带正电还是负电；
（2）小球运动到离水平面竖直高度为h的b点时的速度大小；
（3）小球运动到离水平面竖直高度为h的b点时，小球所受的磁场力大小。
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（18分）如图所示，带电平行金属板PQ和MN之间的距离为d；两金属板之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。如图建立坐标系，x轴平行于金属板，与金属板中心线重合，y轴垂直于金属板。区域I的左边界在y轴，右边界与区域II的左边界重合，且与y轴平行；区域II的左、右边界平行。在区域I和区域II内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小均为B，区域I内的磁场垂直于Oxy平面向外，区域II内的磁场垂直于Oxy平面向里。一电子沿着x轴正向以速度v0射入平行板之间，在平行板间恰好沿着x轴正向做直线运动，并先后通过区域I和II。已知电子电量为e，质量为m，区域I和区域II沿x轴方向宽度均为
。不计电子重力。
（1）求两金属板之间电势差U；
（2）求电子从区域II右边界射出时，射出点的纵坐标y；
（3）撤除区域I中的磁场而在其中加上沿x轴正向的匀强电场，使得该电子刚好不能从区域II的右边界飞出。求电子两次经过y轴的时间间隔t。
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（10分）水平放置的平行金属板M N之间存在竖直向上的匀强电场和垂直于纸面的交变磁场（如图a所示，垂直纸面向里为正），磁感应强度
=50T，已知两板间距离d=0.3m，电场强度E=50V/m，M板中心上有一小孔P，在P正上方h=5cm处的O点，一带电油滴自由下落，穿过小孔后进入两板间，若油滴在t=0时刻进入两板间，最后恰好从N板边缘水平飞出。已知油滴的质量 m=10
kg，电荷量q=+2×10
C（不计空气阻力。重力加速度取g=10m/s2，取π=3）求：
（1）油滴在P点的速度；
（2）N板的长度；
（3）交变磁场的变化周期。
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
如图所示，相距为d的L1和L2两条平行虚线是上下两个匀强磁场的边界，L1上方和L2下方都是垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，M、N两点都在L2上，M点有一放射源其放射性元素衰变前原子核的质量为m，它释放出一个质量为m1，带电量为-q的粒子后，产生的新原子核质量为m2，释放出的粒子以初速度v与L2成30o角斜向上射入，经过一段时间恰好斜向上通过N点(不计重力)，求：
(1)该原子核发生衰变的过程中释放的核能；
(2)说明粒子过N点时的速度大小和方向，并求从M到N的时间及路程。
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（10分）磁谱仪是测量
粒子能量（即动能）的重要仪器。磁谱仪的工作原理如图所示，放射源Ｓ发出质量为m、电量为q的粒子沿垂直磁场方向进入磁感应强度为Ｂ的匀强磁场，被限束光栏Ｑ限制在
的小角度内，入射的粒子经磁场偏转后打到与束光栏平行的感光片Ｐ上，形成宽度为Δx的光带。试求入射粒子的能量。（重力影响不计） 
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A点竖直向上抛出，其运动的轨迹如图所示，小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点.小球抛出时的动能为8.0 J，在M点的动能为6.0 J，不计空气的阻力。求：
（1）小球水平位移x1与x2的比值。
（2）小球落到B点时的动能EkB。
（3）小球所受电场力与重力的大小之比。
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（12分）如图所示的直角坐标系xOy中，x<0，y>0的区域内有沿x轴正方向的匀强电场，
的区域内有垂直于xOy坐标平面向外的匀强磁场，x轴上P点坐标为（-L，0），y轴上M点的坐标为（0，
）。有一个带正电的粒子从P点以初速度v沿y轴正方向射入匀强电场区域，经过M点进入匀强磁场区域，然后经x轴上的C点（图中未画出）运动到坐标原点O。不计重力。求：
（1）粒子在M点的速度v′；
（2）C点与O点的距离xc；
（3）匀强电场的电场强度E与匀强磁场的磁感应强度B的比值。
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科目：高中物理 来源： 题型：单选题
单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则O～D过程中( ) 
| A．线圈中O时刻感应电动势最大 |
| B．线圈中D时刻感应电动势为零 |
| C．线圈中D时刻感应电动势最大 |
| D．线圈中O至D时间内平均感应电动势为0.4 V |
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