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在竖直向上的匀强电场中,一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电小球静止于某点,如图所示.如电场方向变为水平向右,经t时间后,小球运动到电场中的另一点,则该两点之间的电势差为(  )
分析:小球原来处于静止状态,电场力与重力平衡,即可由平衡条件求得场强E的大小.如电场方向变为水平向右,小球将沿电场力与重力的合力方向做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律和运动学公式结合求出小球沿电场线方向移动的距离d,即可由 U=Ed求解电势差.
解答:解:小球原来处于静止状态,则有 mg=qE,得 E=
mg
q
,电场力方向竖直向上.
如电场方向变为水平向右,小球所受的电场力方向水平向右.小球将沿电场力与重力的合力方向做匀加速直线运动,水平方向的分运动是匀加速直线运动,设水平方向的分加速度为a.
根据牛顿第二定律得  a=
qE
m
=g
小球t时间内沿电场线方向移动的距离 d=
1
2
at2
=
1
2
gt2

故该两点之间的电势差为:U=Ed=
mg
q
?
1
2
gt2
=
mg2t2
2q

故选:B
点评:本题中,电场力水平向右后,分析小球的运动情况,运用运动的分解法求小球沿电场线的分位移是关键.小球在水平和竖直两个方向受到的都是恒力,运用运动的合成与分解法研究是常用的思路.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在竖直向上的匀强电场中,有三个小球A、B、C依次用不可伸长的绝缘丝线相连接挂于O点,质量分别为5m、3m和2m.其中只有B球带电为-Q,电场的场强为E,现将AO线烧断,在烧断瞬间.试求:
(1)A球的加速度大小;
(2)A、B球之间线的张力大小;
(3)B、C间线的张力大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,直角坐标系的ox轴水平,oy轴竖直;M点坐标为(-0.3m,0)、N点坐标为(-0.2m,0);在-0.3m≤X≤-0.2m的长条形范围内存在竖直方向的匀强电场E0;在X≥0的范围内存在竖直向上的匀强电场,场强为E=20N/C;在第一象限的某处有一圆形的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度B=2.5T.有一带电量q=+1.0×10-4C、质量m=2×10-4kg的微粒以v0=0.5m/s的速度从M点沿着x轴正方向飞入电场,恰好垂直经过y轴上的P点(图中未画出,yP>0),而后微粒经过第一象限某处的圆形磁场区,击中x轴上的Q点,速度方向与x轴正方向夹角为60°.g取10m/s2.求:
(1)场强E0的大小和方向;
(2)P点的坐标及圆形磁场区的最小半径r;
(3)微粒从进入最小圆形磁场区到击中Q点的运动时间(可以用根号及π等表示)

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在竖直向上的匀强电场中有三个小球A、B、C,用不伸长的绝缘丝线相连挂于O点,质量分别为5m、3m和2m,其中只有B球带电-Q,电场强度为E.现将AO线烧断,在烧断瞬间,A球的加速度为
QE
8m
+g
QE
8m
+g
,A、B间线的张力为
5
8
QE
5
8
QE
,B、C间线的张力为
0
0

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网在竖直向上的匀强电场中,用细绳悬挂一个不带电的绝缘小球a,质量为m1.带电荷量为q、质量为m2的小球b以水平速度v与a相撞,如图所示.在a、b碰撞后的瞬间细绳断裂,并同时在该区域立即加上一个磁感应强度为B、垂直纸面向里的匀强磁场,经过时间t=
m2
2qB
,两小球第二次相撞,若不计碰撞前后两球电荷量的变化情况,下列说法中正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,在竖直向上的匀强电场中,从倾角为θ的斜面上的M点水平抛出一个带负电小球,小球的初速度为v0,最后小球落在斜面上的N点.在已知θ、v0和小球所受的电场力大小F及重力加速度g的条件下,不计空气阻力,则下列的判断正确的是(  )
A、由图可知小球所受的重力大小可能等于电场力B、可求出小球落到N点时重力的功率C、可求出小球落到N点时速度的大小和方向D、可求出小球从M点到N点的过程中电势能的变化量

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