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18.如图所示,空间存在着电场强度E=1.5×102N/C、方向竖直向上的匀强电场,在电场内一长为L=0.5m的绝缘细线一端固定于O点,另一端拴着质量m=0.5kg、电荷量q=6×10-2C的小球.现将细线拉至水平位置,将小球由静止释放,当小球运动到最高点时细线受到的拉力最大,取g=10m/s2.求:
(1)小球的电性;
(2)细线能承受的最大拉力值.

分析 (1)分析小球运动过程,根据最高点时速度最大即可明确小球的受力方向,从而明确小球的电性;
(2)根据动能定理可求得小球到达最高点时的速度,再根据向心力公式即可求得细线上的拉力.

解答 解:(1)由小球运动到最高点时拉力最在可知,可知受到的电场力一定向上,故小球带正电.
(2)设小球运动到最高点时速度为v,由动能定理有(qE-mg)L=$\frac{1}{2}$mv2
在最高点有FT+mg-qE=m$\frac{v^2}{L}$,
由题中数据可得FT=12 N.
答:(1)小球的电性为正电;
(2)细线能承受的最大拉力值为12N.

点评 本题考查带电粒子在电场力重力场中的运动,要注意明确电场方向沿竖直方向,可以将重力与电场力叠加得出一个新的复合场,从而明确小球的受力和运动情况.

练习册系列答案
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9.在匀强磁场中,矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图乙所示,产生的交变电动势随时间变化规律的图象如图甲所示,己知发电机线圈内阻为1.0Ω,外接一只电阻为9.0Ω的灯泡,则(  )
A.电压表V的示数为20V
B.t=0.2s时刻,穿过线圈的磁通量最大
C.灯泡实际消耗的功率为36W
D.电动势随时间变化的瞬时值表达式为e=20$\sqrt{2}$cos5πtV

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10.如图1所示,一个与水平方向夹角为37°、长为L=2.0m的粗糙倾斜轨道AB,通过水平轨道BC与竖直圆规道相连,出口为水平轨道DE,整个轨道除AB段以外都是光滑的,其中AB与BC轨道以微小圆弧相接,在圆轨道的最低点C和最高点H各安装了一个压力传感器(图中未画出).一个小物块以不同的初速度v0从不同高度水平抛出,到A点时速度方向都恰好沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下,已知物块与倾斜轨道间的动摩擦因数μ=0.5,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)求小物块的抛出点和A点的高度差h与v0应满足的关系;
(2)若传感器测出小物体在轨道内侧最低点C和最高点H时对轨道的压力FN随FC变化的图线如图2所示,求小物块的质量m;
(3)要使从不同高度平抛的小物体从A点滑下进入圆轨道后都不脱离轨道而从水平轨道DE滑出,求竖直圆轨道的半径R应该满足什么条件.

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6.A、B、C三个物体放在旋转圆台上,它们由相同材料制成,A的质量为2m,B、C的质量各为m.如果OA=OB=R,OC=2R,则当圆台旋转时(设A、B、C都没有滑动),下述结论中正确的是(  )
A.物体A 向心加速度最大
B.B物静摩擦力最小
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D.当圆台旋转转速增加时,A比B先开始滑动

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

13.重140N的木箱放在水平地板上,至少用30N的水平推力,才能使它从原地开始运动.则地板给木箱的最大静摩擦力为30N;维持木箱做匀速直线运动只需28N的水平推力,则木箱与地板间的动摩擦因数为0.2;木箱在受到50N的水平推力而运动时,受到地板的摩擦力为28N;运动过程中,将推力突然由50N改为25N时,地板对木箱的摩擦力又为28N.

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3.如图所示,质量为m的木块,被水平力F紧压在倾角为θ=60°的墙面上处于静止.则关于木块的受力情况、墙面对木块的作用力(压力与摩擦力的合力),下列说法正确的是(  )
A.墙面对木块一定有压力B.墙面对木块可能没有摩擦力
C.墙面对木块的作用力为$\frac{\sqrt{3}}{2}$FD.墙面对木块的作用力为$\sqrt{{{F}^{2}+(mg)}^{2}}$

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10.如图甲所示,质量m=3.0×l0-3kg的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中,“”形框的水平细杆CD长l=0.20m,处于磁感应强度大小B1=1.0T、方向水平向右的匀强磁场中.有一匝数n=300匝、面积S=0.0l m2的线圈通过开关K与两水银槽相连.线圈处于与线圈平面垂直、沿竖直方向的匀强磁场中,其磁感应强度B2随时间t变化的关系如图乙所示.t=0.22s时闭合开关K,瞬间细框跳起(细框跳起瞬间安培力远大于重力),跳起的最大高度h=0.20m.不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是(  )
A.0-0.10 s内线圈中的感应电动势大小为3V
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C.磁感应强度B2的方向竖直向下
D.开关K闭合瞬间,通过细杆CD的电荷量为0.03 C

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