题目内容

【题目】如图所示,在竖直平面内有一匀强电场,一带电量为+q、质量为m的小球在力F的作用下,沿图中虚线由MN做竖直向上的匀速运动。已知力FMN之间的夹角为45°MN之间的距离为d,重力加速度为g。则下列说法正确的是(  )

A. 电场的方向可能水平向左

B. 电场强度E的最小值为

C. qEmg时,小球从M运动到N时电势能变化量为零

D. F所做的功一定为

【答案】BC

【解析】

A.小球受力情况:小球受到重力mg、拉力F与电场力qE,因为小球做匀速直线运动,合力为零,则FqE的合力与mg大小相等、方向相反,作出FqE的合力,如图

根据上图可知,电场力在右侧,由于小球带正电,电场方向与电场力方向相同,故指向右侧,故A错误;

B.由图可知,当电场力qEF垂直时,电场力最小,此时场强也最小。则得:qEmgsinθ,所以电场强度的最小值为,故B正确;

C.当mgEq时,根据几何关系,电场力水平向右,与MN垂直,小球从M运动到N电场力不做功,即小球从M运动到N时电势能变化量为零,故C正确;

D.由于电场力变化时,F大小也跟随着改变,所以做功也不能具体确定值,故D错误;

练习册系列答案
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【题目】某实验小组用图甲实验装置探究合力做功与动能变化的关系。铁架台竖直固定放置在水平桌面上,长木板一端放置在水平桌面边缘P处,另一端放置在铁架台竖直铁杆上,使长木板倾斜放置,长木板P处放置一光电门,用光电计时器记录滑块通过光电门时的挡光时间。实验步骤是:

①用游标卡尺测出滑块的挡光宽度L,用天平测量滑块的质量m

②平衡摩擦力:以木板放置在水平桌面上的P处为轴,调节长木板在铁架台上的放置位置,使滑块恰好沿木板向下做匀速运动。在铁架台竖直杆上记下此位置Q1,用刻度尺测出Q1到水平面的高度H

③保持P位置不变,长木板一端放置在铁架台竖直杆Q2上。用刻度尺量出Q1Q2的距离h1,将滑块从Q2位置由静止释放,由光电门计时器读出滑块的挡光时间t1

④保持P位置不变,重新调节长木板一端在铁架台上的放置位置,重复步骤③数次。

Ⅰ.滑块沿长木板由Q2运动到P的过程中,用测量的物理量回答下列问题(重力加速度已知为g):

(1)滑块通过光电门时的动能Ek________

(2)滑块克服摩擦力做的功Wf________

(3) 合力对滑块做的功W________

Ⅱ.某学生以铁架台竖起杆上的放置位置到Q1的距离h为横坐标,以滑块通过光电门的挡光时间平方倒数 为纵坐标,根据测量数据在坐标中描点画出如图乙所示直线,直线延长线没有过坐标原点,其原因主要是______________________________

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