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12.如图所示,场强为E、方向竖直向下的匀强电场中,有两个质量均为m、电荷量分别为+2q和-q的小球A和B,两小球用绝缘细线相连,另用绝缘细线系住带正电的小球A悬挂于O点,处于平衡状态.已知重力加速度为g,求细线对悬点O的作用力.

分析 对整体分析,整体受重力、电场力和拉力处于平衡,结合平衡求出细线的拉力大小.注意不需要考虑两小球间的库仑力.

解答 解:对整体分析,整体受重力、电场力和拉力处于平衡,
根据共点力平衡得:2mg+2qE-qE=T,
解得:T=2mg+qE.
答:细线对悬点O的作用力为2mg+Eq.

点评 本题考查了共点力平衡的基本运用,运用整体法求解比较简捷,本题也可以隔离分析,但是隔离时需要考虑两球间的库仑力.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

14.如图所示,物体的运动分三段,第1、2s为第Ⅰ段,第3、4s为第Ⅱ段,第4、5s为第Ⅲ段,则下列说法中正确的是(  )
A.第Ⅰ段的加速度大于第Ⅲ段的加速度
B.第Ⅰ段与第Ⅲ段的速度方向相反
C.前3s内的位移为 8m
D.第Ⅰ段和第Ⅲ段的加速度、速度的方向都相反

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

3.如图,两根电阻不计的平行金属直导轨,间距为L=0.4m,导轨平面与水平面的夹角θ=37°,导轨上水平边界ef和gh之间存在宽度为2d且垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度B=2T.两根完全相同的导体棒M、N,质量均为m=1kg,电阻均为R=0.4Ω,垂直于导轨放置在距磁场上边界gf距离为d的同一位置处,且两棒始终与导轨良好接触.已知在边界gh以上部分的导轨与两根导体棒的动摩擦因数μ1=0.35,gh以下的动摩擦因数为μ2=0.85,先固定N棒,释放M棒,M棒由静止开始向下运动,且刚进人磁场时恰好开始做匀速运动;M棒刚进人磁场时,释放N棒.求:(重力加速度为g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)M棒刚出磁场时的速度v1的大小和d的值;
(2)M棒由静止释放到刚出磁场的过程中,两根导体棒与导轨组合的系统生成的热量Q;
(3)M棒从出磁场到停止所需的时间t和这段时间内N棒发生的位移x.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

20.如图所示,a,b,c,d是某匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点,ab=cd=L,ad=bc=2L,电场线与矩形所在平面平行.已知a点电势为20V,b点电势为24V.d点电势为12V.一个质子从b点以v0的速度射入电场,入射方向与bc成45°,一段时间后经过C点.不计质子的重力,下列判断正确的是(  )
A.c点的电势低于a点的电势
B.电场强度方向由b指向d
C.质子从b运动到c所用的时间为0
D.质子从b运动到c,电场力做功为4 eV

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

7.一初速度为零的带电粒子经电压为U=4.0×103V的匀强电场加速后,获得5.0×103m/s的速度,粒子通过加速电场的时间t=1.0×10-4s,不计重力作用,则带电粒子的比荷为3.125×103C/kg.匀强电场的场强大小为1.6×104V/m.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

17.水平放置的光滑平行金属导轨处于竖直向下的匀强磁场中,导轨的一端接电阻R=1.2Ω,金属棒ab的质量m=0.50kg,电阻r=0.24Ω,在水平恒力F作用下由静止开始向右运动,达到的最大速度v=0.20m/s,电阻R上消耗的最大电功率是P=0.30W.导轨的电阻不计,导轨足够长且与金属棒接触良好.求:
(1)金属棒ab向右运动时,哪端电势较高;
(2)水平恒力F的大小;
(3)金属棒ab上产生的电热功率是3.75×10-3W时.金属棒ab的加速度的大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

4.如图,水平面(纸面)内间距为l=0.5m的平行金属导轨间接一电阻,质量为m=0.1kg、长度为也为l,电阻为r=0.2Ω的金属杆置于导轨上,t=0时,金属杆在水平向右、大小为F=0.3N的恒定拉力作用下由静止开始运动,t=0.2s时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B=0.8T、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动.导轨的电阻均忽略不计,杆与导轨始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为μ=0.25.重力加速度大小为g=10m/s2.求:
(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小;
(2)电阻的阻值.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

1.三块相同的金属平板A、B、D自上而下水平放置,间距分别为h和d,如图所示.A、B两板中心开孔,在A板的开孔上搁有一金属容器P,与A板接触良好,其内盛有导电液体.A板通过闭合的电键S与电动势为U0的电池的正极相连,B板与电池的负极相连并接地.容器P内的液体在底部小孔O处形成质量为m,带电量为q的液滴后自由下落,穿过B板的开孔O′落在D板上,其电荷被D板吸附,液体随即蒸发,接着容器底部又形成相同的液滴自由下落,如此继续.设整个装置放在真空中.(g=10m/s2
(1)D板最终可达到多高的电势?
(2)设液滴的电量是A板所带电量的a倍(a=0.02),A板与 B板构成的电容器的电容为C0=5×10-12F,U0=1000V,m=0.02g,h=d=5cm.试计算D板最终的电势值;
(3)如果电键S不是始终闭合,而只是在第一个液滴形成前闭合一下,随即打开,其他条件与(2)相同.在这种情况下,D板最终可达到电势值为多少?说明理由.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

2.如图所示,两块带等量异种电荷的金属板相距d且竖直放置.两板间电压为U,板上带电量为Q.一个质量为m,带电量为q的粒子从两板上端的中点处以速度v0竖直向下射入电场,打在右板上的M处,不计重力.若把右板向右平移$\frac{d}{2}$而带电粒子仍从原处竖直向射入电场,要使粒子仍打在M点,可以(  )
A.保持Q、m、v0不变,减小qB.保持U、v0不变,减小$\frac{q}{m}$
C.保持U、q、m不变,减小v0D.保持U、q、m不变,增大v0

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