题目内容
13.如图所示,一质量为m=1.0×10-2kg,带电量为q=1.0×10-6C的小球,用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,假设电场足够大,静止时悬线向左与竖直方向成37°角.小球在运动过程电量保持不变,重力加速度g取10m/s2.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)求电场强度E.
(2)若在某时刻将细线突然剪断,求经过2s时小球的速度大小v及方向.
分析 首先对小球受力分析,根据平衡条件可得小球受到的电场力方向向左并可求出电场强度的值;剪断细线后,由于小球受到的重力与电场力都为恒力,所以小球将做初速度为零的匀加速直线运动,根据牛顿第二定律和运动学公式即可求解
解答 解:(1)对小球受力分析,受到向下的重力、沿绳子方向的拉力和水平向左的电场力,可见小球应带负电,
由于小球静止,所以由平衡条件可得:qE=mgtanθ,
代入数据解之得:E=7.5×104N/C.
(2)剪断细线后,小球只受重力和电场力,所以两力的合力沿着绳的方向,小球做初速度为零的匀加速直线运动,
此时小球受到的合力F=$\frac{mg}{cosθ}$…①
由牛顿第二定律F=ma可得a=$\frac{g}{cosθ}$…②
又由运动学公式v=at…③
联立①②③带入数据解得:v=25m/s,方向与竖直方向夹角为37°斜向下.
答:(1)小球带负电,电场强度E为7.5×104N/C.
(2)细线剪断后2s时小球的速度为25m/s,方向与竖直方向夹角为37°,斜向左下方
点评 解决动力学问题的关键是正确受力分析和运动过程分析,小球受到的合力恒定,剪短后做初速度为零的匀加速运动
练习册系列答案
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4.如图所示,该图是一正弦式交流电的电压随时间变化的图象,下列说法正确的是( )
A. | 它的频率是100HZ | |
B. | 电压的有效值为311V | |
C. | 线圈转动的角速度为314πrad/s | |
D. | 电压的瞬时表达式是u=311sin314tv |
18.如图所示,空间存在着匀强电场E和匀强磁场B,匀强电场E沿y轴正方向,匀强磁场B沿z轴正方向.质量为m、电荷量为+q的带电粒子,t=0时刻在原点O,以沿x轴正方向的速度v0射入.粒子所受重力忽略不计.关于粒子在任意时刻t的速度沿x轴和y轴方向的分量vx和vy,请通过合理的分析,判断下列选项中可能正确的是( )
A. | vx=$\frac{E}{B}$-($\frac{E}{B}$+v0)cos$\frac{qB}{m}$t;vy=($\frac{E}{B}$+v0)sin$\frac{qB}{m}$t | |
B. | vx=$\frac{E}{B}$-($\frac{E}{B}$-v0)cos$\frac{qB}{m}$t;vy=($\frac{E}{B}$-v0)sin$\frac{qB}{m}$t | |
C. | vx=$\frac{E}{B}$-($\frac{E}{B}$+v0)sin$\frac{qB}{m}$t;vy=($\frac{E}{B}$+v0)cos$\frac{qB}{m}$t | |
D. | vx=$\frac{E}{B}$-($\frac{E}{B}$-v0)sin$\frac{qB}{m}$t;vy=($\frac{E}{B}$-v0)cos$\frac{qB}{m}$t |
5.机动车的尾气含有铅等大量有害物质,并且也是造成地球“温室效应”的重要因素之一.电动汽车因其无尾气排放且噪音小等因素,正在逐渐被人们接受.某国产品牌电动汽车的铭牌如下,已知蓄电池储存的电能等于其容量乘输出电压,则下列说法正确的是( )
规 格 | 后轮驱动直流电动机 |
车型:60″电动汽车 | 电动机额定输出功率:1 675W |
整车质量:400kg | 额定转速:600r/min |
蓄电池(容量It=800A•h,输出电压:U≥36V) | 额定工作电压/电流:36V/50A |
A. | 电动汽车正常工作时消耗的电功率为1 675 W | |
B. | 电动机的内阻为0.05Ω | |
C. | 蓄电池充满电后储存的电能不小于2.88×104J | |
D. | 充满电后在额定功率下连续行驶的时间不小于16 h |
2.如图所示某三棱镜的顶角θ=41°27′,几种单色光的折射率n如表所示.一束白光以较大的入射角通过棱镜后,在光屏上形成从紫到红的彩色光带,当入射角i渐减小到零的过程中,屏上彩色光带的变化情况是( )($\frac{1}{sin41°27′}$=1.516)
紫 | 蓝 | 绿 | 黄 | 橙 | 红 | |
n | 1.532 | 1.528 | 1.519 | 1.517 | 1.514 | 1.512 |
A. | 紫光最先消失,红光最后消失 | B. | 紫光最先消失,黄光最后消失 | ||
C. | 红光最先消失,紫光最后消失 | D. | 红光最先消失,橙光最后消失 |
3.一个做变速直线运动的物体,加速度逐渐减小,直至为零,那么该物体运动的情况肯定是( )
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B. | 速度不断减小,加速度为零时,速度最小 | |
C. | 速度的变化率越来越小 | |
D. | 速度肯定是越来越小的 |