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(13分)如图所示,空间存在着电场强度、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恰好达到它能承受的最大值而断裂,取。求:(1)小球的电性;

(2)细线能承受的最大拉力值;
(3)当细线断后,小球继续运动到与O点水平方向的距离为L时,小球距离O点的高度以及小球的速度大小和方向。

解:(1)由小球运动到最高点知,小球带正电。                 (2分)
(2)设小球在最高点的速度为v,由水平位置到最高点过程,动能定理:
                                     (2分)
在最高点处,对小球: 
           (2分)
(3)小球在细线断裂后,在竖直方向向上的加速度:
                                 (1分)
小球在最高点的速度              (1分)
小球在水平方向做匀速直线运动,水平位移为L时用时:
                                            (1分)
竖直位移为:                         (1分)
∴距离O点的高度:                  (1分)
小球的速度:                      (1分)
速度方向与水平成θ角:                        (1分)
 略
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图,M、N为两块水平放置的平行金属极板,板长为L,在两极板间加一垂直极板方向的场强为E的匀强电场。设一个质量为m、电荷量为q的离子以速度v0从左边 O’点射入,入射方向跟极板平行,设离子能从右边缘射出。不计离子重力,求
(1)离子在极板间运动的加速度a的大小?
(2)离子从O’点射入到射出平行金属板的时间t?
(3)离子离开电场时的侧移距离y?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,水平桌面处有水平向右的匀强电场,场强大小E=2´104V/m,A、B是完全相同的两个小物体,质量均为m=0.1kg,电量均为q=2´10-5C,且都带负电,原来都被按在桌面上的P点。现设法使A物体获得和电场E同方向的初速vA0=12m/s,A开始运动的加速度大小为6m/s2,经t时间后,设法使B物体获得和电场E同方向的初速vB0=6m/s(不计A、B两物体间的库仑力),求:

小题1:在A未与B相遇前,A电势能增量的最大值;
小题2:如果要使A尽快与B相遇,t为多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在一对很大的平行正对金属板间可形成匀强电场,通过改变两金属板间的电压,可使其间的电场强度E随时间t按图5所示的规律变化。在这个电场中间,有一个带电粒子在t=0时刻由静止释放,若带电粒子只受电场力作用,且运动过程中不接触金属板,则下列说法中正确的是 (      )
A.带电粒子一定只向一个方向运动
B.0s~3.0s内,电场力的冲量等于0,电场力的功小于0
C.4.0s末带电粒子回到原出发点
D.2.5s~4s内,电场力的冲量等于0

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,A、B为真空中相距为d的一对平金属板,两板间的电压为U,一电子以v0的速度从A板小孔与板面垂直地射入电场中。已知电子的质量为m,电子的电荷量为e。
求:

小题1:电子从B板小孔射出时的速度大小;
小题2:电子离开电场时所需要的时间;
小题3:要使进入电场的电子恰好不能从B小孔射出,A、B两板哪个金属板电势高,电压多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图甲是某电场中的一条电场线,A、B是这条电场线上的两点,若将一负电荷从A点自由释放,负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图象如图乙所示

A. 该电场方向向左
B. 该电场为匀强电场
C. 该电场中A点电势高于B点电势
D. 负电荷由A到B的过程中电势能增加

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,匀强电场场强大小为 E ,方向与水平方向夹角为θ(θ≠45°) ,场中有一质量为 m ,电荷量为 q 的带电小球,用长为 L 的细线悬挂于O点,当小球静止时,细线恰好水平.现用一外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最低点,小球电荷量不变,则在此过程中(     )
A.外力所做的功为mgLcotθ
B.带电小球的电势能增加 qEL ( sinθ+cosθ)
C.带电小球的电势能增加 2mgLcotθ
D.合外力所做的功为0

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,带正电小球质量为,带电量为,置于光滑绝缘水平面上的A点,当空间存在着斜向上的匀强电场时,该小球从静止开始始终沿水平面作匀加速直线运动,当运动到B点时测得其速度,此时小球的位移为,求此匀强电场场强E的取值范围。(g=10m/s2)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,高为H,倾角为,动摩擦因数为μ的斜面顶端,有一质量为m,电荷量为+q的滑块由静止自斜面顶点滑下,空间有匀强电场E,方向水平向右,求:(1)过程加速度?(2)滑块到斜面底时的速度?

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同步练习册答案